LİFLER

Tarih: 19.07.2012 Perşembe | Ekleyen : firdevs | Okunma Sayısı: 4156

Tekstil lifleri, materyalin elde edildiği doğal kaynaklar göz önüne alındığında aşağıdaki gibi sınıflandırılır.


I-DOĞAL LİFLER

Doğada lif olarak meydana gelmiş ve tekstilde kullanılabilen her tür materyal bu sınıfa girer.Bitkisel , hayvansal ve anorganik lifler olmak üzere üç sınıfa ayrılır.


A-Bitkisel Lifler : Yapılarında %60-90 oranın da selüloz içerdiklerinden bunlara ‘selülozik elyaf ‘ da denir.Bitkilerden elde edilen bu lifler , bitki üzerinde bulundukları yerlere göre ayrıca sınıflandırılırlar .


a) Bitki tohumundan elde edilen elyaf : Bu lifler bitki tohumunun üzerinde bulunur.Bunlar da tek bir lifçik bir tek hücreden ibarettir.Bu bakımdan ‘tek hücreli elyaf’ olarak da isimlendirilir.Örnek : Pamuk ve kapok.

b) Bitki gövdesinden elde edilen elyaf : Bu sınıf elyaf bast elyafı olarak da anılır.Bir tek lif birkaç bitki hücresinden oluşmuş bir demettir.Bu yüzden ‘çok hücreli elyaf’ da denilir.Örnek : Keten,kenevir,jüt ve rami.

c) Bitki yaprağından elde edilen elyaf : Geniş yapraklı tropikal bitkilerden elde edilir.Örnek : Sisal kendiri,Manila keneviri ve Yeni Zellanda keteni.

d) Meyva elde edilen elyaf : Hindistan cevizi meyvasından koko elyafı elde edilir.


B-Hayvansal Lifler : Kimyasal olarak protein yapısında olduklarından ‘protein elyaf’ olarak da isimlendirilirler.İki alt sınıfa ayrılır :


a) Kıl kökenli (Deri ürünü) elyaf : Bu sınıftan olan hayvan türleri kıllarının kullanımı çok eskilere dayanır.Örnek: Koyundan yün , tiftik keçisinden elde moher , kaşmir, angora , alpaka , deve tüyü v.b.

b) Salgı kökenli elyaf : İpek böceğinden elde edilen doğal ipek , hayvanın salgısından elde edilir.

 

 

C-Doğal Anorganik Elyaf : Doğada bitkisel ve hayvansal kökenli organik yapıdaki lifler dışında , ayrıca anorganik yapıda ve lif şeklinde kristal yapıya sahip maddeler de vardır.Asbest veya amyant adı verilen materyal bu sınıftandır.


II.1.BİTKİSEL LİFLER

Bitkilerinin yapıtaşının selülöz olması nedeniyle bitkisel elyafa ‘selülozik elyaf’ da denir.Bitkilerden elde edilen ve doğrudan tekstil hammaddesi olarak kullanılabilen lifler bu sınıfta yer alıyor bu grubun yapı taşı olan selülozun özellikleri,bitkisel liflerin özelliklerinin daha iyi kavranabilmesi için önemlidir.


II.1.1. SELÜLOZ

Selüloz , bütün bitki,ot ve ağaçların ana yapıtaşıdır.Doğada saf halde bulunmaz.Odunun ağırlıkça %40’ını ,ketenin % 60-85 ini, pamuk liflerinin % 85-90’ ını selüloz oluşturur.Keten,kenevir,jüt gibi elyafta selüloz yanında linyin ,pektin gibi diğer maddeler de bulunur.

Selülozun elementler analizinde elde edilen %44,4 C; %6,2 H; ve %49,4 O değerleri ile , kaba formülü (C6H10O5)x olarak bulunur.Bu formül onun bir karbonhidrat olduğunu gösterir.Karbonhidratlar,moleküllerinde ,aldehid veya keton şeklinde bir karbonil gurubu ile çeşitli sayılarda alkol gurupları içeren bileşiklerdir.Kaba formülleri (CH2O)x şeklindedir.Moleküllerinde altı veya daha az C atomu içerenlere monosakkarit , iki monosakkarit molekülünün birleşmesi ile meydana gelen bileşiklere disakkarit , çok sayıda monosakkaritin birbiri ile birleşmesinden oluşanlara da polisakkarit adı verilir.Selüloz,bir monosakkarit olan b- glikozun çok sayıda birbiri ile birleşmesi sonucu meydana gelmiş bir polisakkarittir.

Altı karbonlu glikoz molekülünde biri primer diğerleri sekonder olmak üzere beş alkol gurubu ile bir aldehid gurubu bulunur .Aldehid gurubunun bağlı olduğu karbon atomu 1 rakamı ile numaralandırılır .Diğer karbon atomlarına 2,3,4 v.b. numaralar verilir.
Formül II.1 Formül II.2 Formül II.3
Formül II.1 de görüldüğü gibi,1. C atomu aldehid,2,3,4 ve 5.C atomları sekonder alkol,6.C atomu ise primer alkol gurubu taşır.Glikoz ,sulu çözeltilerde , formül II.2. deki gibi halka şeklinde bulunur.Bunun sebebi , moleküldeki aldehid gurubu ile 5. karbondaki sekonder alkol gurubunu bir yarı asetal vermek üzere reaksiyon vermesidir .glikoz formülündeki halkanın ,formül II.3 de görülen piran halkasına benzerliği nedeniyle , glikozun bu şekline piranoz şekli denir.Bilindiği gibi, piranda , beşi karbon ,biri oksijen olan heterosiklik bir yapı söz konusudur .Piranoz şeklindeki glikoz molekülünde , 1. karbon atomun da bulunan -OH , yarıasetal hidroksili ; ozaman diğerleri ise alkol hidroksilidir.Halka şeklindeki bu molekül bir düzlem biçiminde düzenlenmiştir.Formülde görüldüğü gibi, -OH, -H ve -CH2OH gurupları halka düzleminin üstünde ve altında yer alır.

Formül II.4

Farklı koşullarda kristallenmiş glikozun polarize ışığı saptırma açısı ölçüldüğünde iki farklı şekilde (optik izomer) düzenlendiği bulunmuştur.birbirleriyle optik izomel olan bu iki yapıya alfa ve beta glikoz denir.Bunların yapıları , 1.karbon atomundaki yarısetal hidroksilinin halka düzleminin üstünde ve altında yer almasıyla farklandırılır.Formül II.4.

b-glikoz molekülünde 1.karbondaki yarıasetal hidroksili ile bir başka b-glikoz molekülünün 4. karbon atomundaki sekonder alkolün kondanse olması , yani 1-4 bağlanması ile sellobioz adı verilen disakkarit meydana gelir . Kaba formülü C12H22O11 olan sellobiozun n tanesinin birleşmesi sonucunda da selüloz polimeri oluşur .Formül II.5 ve 6.
Formül II.5 FORMÜL II. 6
Selüloz molekülünde,reaksiyon yeteneği olan alkol grupları yanında ,1 ve 5.karbon arasındaki yarıasetal oksijeni ile 1.ve 4. karbonlarını bağlayan asetal (glikozit) bağı bulunmaktadır.Molekülü polimerleşme derecesi, selülozun elde edildiği kaynağa göre değişir.Pamuk selülozunun P.D.’si 3000-11500,keten selülozunun 25000-36000,rejenere selülozik elyafının ise 350-800 arasındadır.

Selüloz polimeri, dallanmamış uzun zincirler oluşturur. Bu zincirler üzerinde bulunan primer ve sekonder alkol grupları karşılıklı etkileşerek H-köprüleri meydana getirirler. Formül II.7

Selüloz zincirleri birbirine paralel şekilde düzenlenmemişse yukarıda görüldüğü üzere hidrojen köprüleri oluşarak sağlam bir şekilde bağlanırlar .Bu bağlanmalar sonucunda kristalin bölgeler oluşur.Doğal selülozda kristalin bölgelerin oranı %70;rejenere selülozda %35-40 kadardır.Şekil II.1.

ŞEKİL ıı.1.


II.1.1.1. SELÜLOZUN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

a) Selüloza Suyun Etkisi :

Su molekülü,atomlarının yerleşim biçimlerinden dolayı,dipol karakterdedir.Bu nedenle sudaki oksijen,atomları selülozun alkol grupları ile hidrojen köprüleri meydana getirir.Böylece su ile ıslanmış bir selülozik materyal ,su moleküllerini hidrojen köprüleri yardımıyla üzerine bağlar.Polimer zincirleri arasına giren su molekülleri nedeni ile zincirlerin arası açılır,selülozda şişme görülür; fakat kimyasal bir etki söz konusu olmaz.

FORMÜL II.8.
Şişme olayı,selülozdan yapılmış lif,iplik ve kumaşı da etkileyeceğinden;kumaşın boyca ve ence kısalmasına sebep olur.Suya bastırılmış bir pamuk lifi enine kesit olarak %45-50 şişer.Sıcaklık derecesindeki artma,şişme miktarında da artmaya sebep olur.Bkz.Şekil II.7

b) Organik Çözücülerin Etkisi :

Alkol ,eter,benzen ve petrol eteleri gibi bilinen organik çözücülerde selüloz çözünmez ve etkilenmez.

c) Asitlerin Etkisi :

Selülozdaki glikozid bağları , özellikle anorganik asitlere karşı dayanıksızdır.Asitlerin etkisi ile bu bağlar kopar, sonra su ile birleşir.Su molekülünün katılması ile sonuçlanan ayrışma reaksiyonları genellikle hidroliz olarak adlandırıldığından , bu reaksiyon bir hidroliz olayıdır.Asit çözeltisini etkime , zincirin farklı yerlerinde aynı olmadığından kopmalar değişik noktalarda meydana gelir.Bu nedenle selülozun tamamlanmayan hidroliz reaksiyonun ürünü , karmaşık bir bileşiktir ve ‘hidroselüloz’ olarak isimlendirilir.Formül II.8.

Hidroliz tamamlandığında son ürün olarak glikoz elde edilir.

(C6H10O5)n + nH2O n C6H12O6

Bu reaksiyon ,selülozu seyreltik asidlerle bile kaynatmakla meydana gelebilir.Dha düşük sıcaklıklarda ise ,hidroselüloz oluşumu olasılığı artar.

Formül.II.9

Hidroselülozun P.D.’si zincir kopmaları nedenli ile selülozun poimerleşme derecesinden düşüktür ve hidroliz şartlarına bağlı olarak değişir.Zincir kopmaları sırasında serbest aldehid grubları oluştuğundan hidroselüloz indirgen özellik gösterir.Hidroselüloza dönüşmüş selülozik materyalin dayanıklılığı azalır;kırılgan ve sert bir durum alır.

Nitrik asit HNO3 gibi, yükseltgen etkisi olan asitlerle selüloz oksiselüloza dönüşebilir.Çok kısa süre için , soğun nitrik aside batırılan selülozik mayteryalde ,boyca ve ence kısalma yanında , gerileme mukavemetinde ve boyar madde affinitesinde artma görülür.Bu reaksiyonda asitle temas süresi artıkça oksidasyon olasılığı da artar.

Hidroliz reaksiyonun derecesi , asidin cinsine ve sıcaklığına bağlıdır.Yüksek sıcaklıklarda reaksiyon,daha kolay olur.Sülfirik ;nitrik ve hidroklorik asidler çok kuvvetli hidrolizleyicidirler; buna karşılık formik ve asetik asit gibi organik asidlerin reaksiyon yetenekleri düşüktür.

d) Tuzların Etkisi

Selüloz natural tuz çözeltileri ile şişme gösterir.AICI3 gibi , asidik tuzların çözeltilerinde , kolayca hidroliz olur.Derişik amonyak ve oksidle yapılmış olan tetraammin bakır hidroksit [Cu(NH3)4] (OH)2 çözeltisinde ,selüloz çözünür.Bu çözelti bakır ipeği (rayonu) yapımında kullanılır.

e)Bazların Etkisi

Selüloz molekülündeki glikozid bağları ,bazlara karşı oldukça dayanıklıdır.Na2CO3 gibi zayıf bazlar havasız ortamda ne düşük nede yüksek sıcaklıklarda selüloza etki etmez.Fakat reaksiyon ortamında hava veya oksijenin bulunması ile oksiselüloz oluşumu olasılığı doğar .Selüloz , bazik çözeltilerle özellikle sıcakta hava oksijeninden etkilenerek oksiselüloza yükseltgenir.

Oda sıcaklığında,seyreltik NaOH çözeltileri de selüloza aynı şekilde etkir.Kaynar temparatürde , % 1 ve 2 ‘lik NaOH ile havasız ortamda etkilenmez; hava veya oksijen varsa , çok az miktarda selüloz çözeltiye geçer.Baz konsantrasyonu arttıkça ,selülozun çözünülürlüğüde artar.

%10’un üzerideki sodyum hidroksit çözeltilerinde farklı bir etki gözlenir .Oda sıcaklığında elyaf şişer , elastikleşir ve boyca kısalır kısalma önlenirse , materyal yıkandıktan sonra parlaklık kazanır.Bu işlemle meydana gelen ürüne “alkaliselüloz” adı verilir. Şimdiye kadar yapılan araştırmalarda ,alkaliselülozu bileşimi tam olarak açıklanamamıştır.Ancak bazı yapılan denemelerden bazı sonuçlar çıkarılmıştır.Reaksiyonlarda

 

%10’un üzerindeki sodyum hidroksid çözeltilerinde farklı bir etki gözlenir. Oda sıcaklığında elyaf şişer, elastikleşir ve boyca kısalır. Kısalma önlenirse, materyal yıkandıktan sonra parlaklık kazanır. Bu işlemde meydana gelen ürüne “alkali selüloz” adı verilir. Şimdiye kadar yapılan araştırmalarda, alkali selülozun bileşimi tam olarak açıklanamamıştır. Ancak yapılan denemelerden bazı sonuçlar çıkarılmıştır. Reaksiyonlarda NaOH’in, selüloza ya bir katılma bileşiği şeklinde, veya alkolat şeklinde bağlandığı kabul edilmektedir. Selüloza bağlanan NaOH miktarları eşdeğer olarak tayin edilirse, %16’ya kadar konsantrasyonlardaki NaOH çözeltilerine batırılan materyalin absorpladığı alkali miktarı, konsantrasyon arttıkça artar. %16-24 arasındaki konsantrasyonlarda selülozun bağladığı alkali miktarı %12.5 gibi sabit bir değerde kalır. Bu değer, selülozdaki iki glikoz birimi başına bir NaOH bağlandığını gösterir ki, bunun formülü (C6H10O5)2 NaOH dır. %24’ün üzerindeki NaOh konsantrasyonlarında ise, absorplanan alkali miktarı giderek artar ve 22.5 g/100 g selüloz değerine eriştiğinde sabit kalır. Bu değerde selülozdaki her glikoz biriminin bir mol alkali bağladığını kanıtlamaktadır ve formülü de (C6H10O5). NaOH dir. Şekil II.2
Düşük temperatürlerde, bazik çözeltiler içinde uzun süre bırakılan selülozun büyük bir kısmı çözünür. Sıcaklık arttıkça çözünme oranı da artar.

Soğukta derişik sodyum hidroksit çözeltilerinde kısa sürede meydana gelen etkilerden, selülozik elyafın terbiyesinde, “merserizasyon” işleminde yararlanılmaktadır. Böylece selülozik materyal daha hidrofil ve absorban olur.


f ) Yükseltgen Maddelerin Etkisi :


Yükseltgen maddeler, selülozu kolayca oksiselüloz’a dönüştürür. Terbiye işlemlerinde kireç kaymağı, sodyum hipoklorit, sodyum klorit, sodyum ve potasyum kloratlar ve kromat gibi yükseltgen maddeler kullanılmaktadır. Bu reaktifler az veya çok, selülozun fonksiyonel gruplarına veya glikozid bağlarına etki ederek, zincir kopmalarına neden olur. Selülozdaki hidroksil gruplarının etkilenmesi; primer alkol grubunun aldehid ve karboksilik aside; sekonder alkol grubunun ketona ve bağ kopması sonucu aldehide dönüşmesi şeklinde meydana gelir. Glikoz biriminin altıncı karbon atomundaki primer alkol grubu aldehid veya karboksil grubuna kadar yükseltgenir. Formül II.10 (C).

İkinci ve üçüncü karbon atomlarındaki sekonder alkol gruplarında önce keto grubuna, daha sonra bağ açılması ile aldehid grubuna dönüşür. Formül II.10 (B).

Yükseltgenme, glikozit bağlarında meydana gelebilir. Bu takdirde zincir kopmaları ile birlikte uçlarda aldehid grupları da oluşur. Selülozun polimerleşme derecesi düşer. Formül II.10 (A).
Yukarıdaki formüllerde görüldüğü üzere, son ürünlerde selüloz zincirinde aldehid, keto ve karboksil grupları meydana gelir. Aldehid grupları indirgen özellik; karboksil grupları ise asidik özellik gösterdiğinden, meydana gelen oksiselüloz, “asidik oksiselüloz” ve “indirgen oksiselüloz” olmak üzere farklandırılır. Yapısında karboksil grupları bulunan oksiselüloza asidik, aldehid grupları bulunana ise indirgen osiselüloz denir.

Yükseltgenen selülozun ne kadarının oksiselüloza dönüştüğü ve meydana gelen indirgen ve asidik oksiselülozun miktarları, bakır sayısı ve metilen mavisi sayısı ile belirlenir. Polimerleşme derecesindeki düşme ise, alışkanlık ölçümü ile tayin edilir.

Bakır sayısı: Zincirde yükseltgenme nedeniyle aldehid grupları oluşmuşsa; selülozun Fehling çözeltisiyle kaynatılması sonucunda, selülozik materyal üzerinde indirgen oksiselüloza eşdeğer miktarda bakır (I) oksit bileşiği çöker. Bu çözelti, selülozik materyal üzerinde kırmızı renkte görülür.

100 gram selülozik materyalden çöktürülen bakır (I) oksidindeki bakır miktarı (gram cinsinden), bakır sayısı olarak verilir. Bu değer, selüloz üzerinde oluşmuş indirgen oksilelülozun oranı hakkında bilgi verir.

Metilen mavisi: Metilen mavisi, bazik karakterde bir boyar maddedir. Bu nedenle oksiselülozdaki asidik karakterdeki karboksil grupları ile reaksiyon vererek onlara bağlanır. 100 gram selülozik materyalin bağladığı metilen mavisinin miligram olarak miktarı metilen mavisi sayısıdır. Bu sayı, asidik oksiselülozun miktarını verir.

Selülozun polimerleşme derecesinin ölçülmesi :


Yükseltgen maddelerde zincir kopmaları meydana gelmişse bu kopmaların miktarı, P.D. sinin tayini ile saptanır. Selülozun polimerleşme derecesi, diğer polimer maddelerde olduğı gibi, çözeltilerinin akışkanlığını ölçmekle tayin edilir. Akışkanlık ölçümü viskozimetre yardımıyla yapılır. Polimer maddelerin seyreltik çözeltilerin de alışkanlık, makromolekülün molekül ağırlığı ve buna bağlı olarak P.D. si ile orantılı olarak değişir. Molekül ağırlığındaki bu değişme, viskozite ile doğru; alışkanlık ile ters orantılıdır. Viskoziteyi ölçebnilmek için selüloz, cuoxam (tetrammin bakır hidroksit), cuen (bis-etilendiamin bakır hidroksit) veya cadoxen (tetrammin kadmiyum hidroksit) de çözündürülür. Hazırlanan bu çözeltinin viskozitesi ölçülerek polimerleşme derecesi tayin edilir.

Denemede kullanılacak tetrammin bakır hidroksit çözeltisi, 1 litrede, 240 g amonyak ve 15 g bakır içerecek şekilde hazırlanmalıdır. Bu standart çözeltinin 100 ml sinde 0,5 g selüloz çözündürülür ve uygun bir viskozimetre ile viskozitesi veya akışkanlığı ölçülür. Elde edilen değerler, selüloz molekülündeki bozulma derecesini gösterir. Test çözeltisindeki selüloz doğal selüloz ise akışkanlık değeri 3 ile 5 arasında bulunur. Bundan daha yüksek değerler selülozda P.D. sinin düştüğünü, yani zincirde kopmalar olduğunu gösterir.


g ) Işığın ve atmosferin etkisi :


Işığın etkisi altında, selüloz fotokimyasal bir reaksiyonla, havanın oksijeni ile yükseltgenerek oksiselüloz oluşturur. Bunun sonucunda dayanıklılığında azalma gözlenir. Selülozun fotooksidasyonu, ışığın dalga boyuna (UV ışınları, görünür ışınlardan daha aktiftir.), ortamın nemine ve sıcaklığına, materyalin cinsine göre değişir.

 

BİTKİ TOHUMLARINDAN ELDE EDİLEN LİFLER


II.1.2. PAMUK


Pamuk, keten ve yün ile birlikte tekstilde kullanılan en eski elyaftır. Anavatanı Hindistan’dır. M.Ö. 3000 yılına ait Hint mezarlarında pamuklu materyal örneklerine rastlanmıştır. M.S. 800 yıllarında Hindistan’dan Japonya ve Çin’e geçmiş; 13. Yüzyılda Marco Polo tarafından Avrupa’ya getirilmiştir. Kriftof Kolomb, Amerika kıtasını keşfettiğinde orada pamuk bitkisi vardı ve tekstil alanında kullanılmakta idi. Şöyle ki, Peru’nun keşfinde mezarlarda pamuklu dokumalar bulunmuştur.

Pamuk bitkisi, Antartika dışında dünyanın her yerinde yetişir. Ancak bitki daha çok nemli ve sıcak iklimi sever. Dünyanın en fazla pamuk üreten 10 ülke arasında Türkiye de vardır. Bunlar üratim miktarı sırasına göre, ABD, BDT, (Özbekistan ve Kazakistan), Çin, Hindistan, Meksika, Pakistan, Brezilya, Türkiye, Mısır ve Sudan’dır. Türkiye’deki üretim Ege, Çukurova ve Antalya olmak üzere başlıca üç bölgede yapılmaktadır. Ayrıca, az miktarda Güneydoğu Anadolu Bölgesi, Trakya, Iğdır Ovası ve Orta Anadolu’da da yetiştirilmektedir. Üretilen pamuk türleri: Coker, Deltapine, Carolina Queen ve yerli maydos pamuklarıdır.

 

II.1.2.1. PAMUK LİFİNİN FİZİKSEL YAPISI

 

Pamuk lifi içi protoplazma sıvısı ile dolu ince duvarlı bir bitki hücresidir. Hücrenin üstü kapalı, tohumdan koparılan kısmı ise açıktır. Hücrenin en dışında kütikül olarak adlandırılan yağ ve vakslardan oluşmuş bir ince tabak vardır. Bunun hemen altında, kalınlığı 200nm (1nm=10-9.m) kadar olan ve selülozdan yapılmış fibrillerden oluşan primer hücre duvarı bulunur. Bu duvarın fibrilleri eksene 70derece açı yapacak şekilde sarmal olarak düzenlenmiştir. Daha sonra, merkeze doğru lifin bütün kütlesini oluşturan ve yine selülozdan yapılmış sekonder hücre duvarı yer alır. Sekonder hücre duvarı, lifin olgunlaşması sırasında her gün bir tabaka olmak üzere selüloz ile örülür. Lifin enine kesitinin mikroskop altında incelenmesi sırasında bu günlük büyüme halkaları kolayca görülür. Bu duvar üç bölgeden yapılmıştır. En dıştaki tabakada fibriller, eksene 20-30 derecelik açı ile sarmal yapı gösterirler. İkinci bölgedeki fibriller ise yine aynı açılarla, fakat diğer bölgenin ters yönünde yerleşiktir. Sekonder duvarın üçüncü bölgesi de lümen denilen ve içi protoplazma sıvısı ile dolu olan kanalı çevreler. Bu sıvı içinde proteinler, şekerler ve mineraller bulunur.

Bitki olgunlaşıp kozalar açıldığında protoplazma sıvısı kurur. Bu kuruma sırasında hücrenin enine kesiti, dairesel halden bir tarafı göçmüş bir duruma geçer. Lifin yapısına mikroskop altında bakıldığında uçlara doğru daralan, bükülmüş bir şerit gibidir. Enine kesiti incelendiğinde bu durum oldukça iyi bir şekilde gözlenir. Lifin yapısındaki bu büklümler, eğirme kalitesini arttıran önemli bir özelliğidir.

Üretim sırasındaki olumsuz koşullar, sekonder duvarlarının oluşumunu da olumsuz yönde etkiler; Bu çeperler tam olarak gelişemez. İç tabakaları tam olarak gelişmemiş lifler, ince duvarlı ve büklümsüz görünüştedir. Ölü pamuk denilen bu tür lifler, zayıf ve kırılgan olduklarından düşük kalitelidir. Kolayca boyanamadığından materyal üzerinde az boyanmış benekler halinde görülür. Boyama ve diğer kimyasal işlemlerde duvarların kalınlığı ve lümenin genişliği çok önemlidir; Çözeltinin lif içinde nüfuz etmesini sağlar.


II.1.2.2. PAMUK TİPLERİ


Dünyanın çeşitli bölgelerinde, değişik yetişme koşullarında ticari olarak pek çok pamuk bitkisi yetiştirilmektedir. Bunun sonucu olarak çok sayıda ve farklı derece ve kalitede pamuk üretilmektedir. Pamuk liflerinin farklandırılması, büyük uzmanlık ve maharet isteyen zor bir iştir.

Genellikle kalite, lif boyu ile doğrudan ilgilidir. Ticari olarak pamuk lifleri lif boyuna göre üç sınıfa ayrılır.


1- Lif uzunluğu 2,5-6,5 cm olanlar:

Bu sınıftaki pamuklar, ince ve parlak liflerden oluşmuştur ve en üst kalitededir. Bu liflerin çapı 10-15 mm ve inceliği 9,99-1,62 denierdir. Sea Island, Mısır, Amerikan-Mısır pamukları bu sınıftandır.


2- Lif uzunluğu 1,5-3 cm olanlar:

Orta mukavemette, orta parlaklıktadır ve dünyada üretilen pamukların büyük kısmı bu kalitededir. Genellikle 12-17 mm çapında olup, incelikleri 1,26-1,98 denierdir. Amerikan Upland ve bazı Peru pamukları bu sınıftandır.


3- Lif uzunlukları 1-2,5 cm olanlar :

Bu sınıf lifler, kaba ve düşük değerlidir. Dayanıklılıkları az ve donuktur. Lifler, 13-22 mm çapında ve 1,35-2,61 denier inceliğindedir. Asya’da ve Hindistan’da üretilen pamukların çoğu bu sınıfa girer.


II.1.2.3. PAMUĞUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ


Pamuğun lifleri kremimsi beyaz renktedir. Bu renk iklim ve yetişme şartları yanında bitkinin türüne göre de değişir. Pamuk lifinin boyu 1 cm’den 7,5 cm’e kadar değişir. Çapı ise 6-25 mm dir. (mm=10-6m). Yoğunluğu 1,50-1,55 arasındadır. Pamuk havadan kolaylıkla nem adsorplar. Standart şartlarda, (20 derecelik sıcaklık ve %65 relatif nemde) %8,5 nem adsorplamasına rağmen, elle tutulduğunda kuru hissedilebilir. Ticarette izin verilen maksimum nem miktarı %8,5dir. %100 relatif nemde, pamuklu materyal %25-27 su adsorplar.

Lifin uzama miktarı ortalama %7-8dir. Elastik özellikleri yoktur. %2lik elastik uzamadan sonra geri dönme %74; %5lik uzamadan sonra ise %45dir.

Bütün selülozik materyalde görülen ıslandığında boyca ve ence kısalma, pamuklu materyalde de gözlenir. Kısalma elyafta meydana gelen şişmeden dolayıdır. Bu şişme şekil II.7’de görüldüğü üzere kısalmaya neden olur. Atkı ve çözgü ipliklerinde meydana gelen şişme olayı, karşılıklı olarak ipliklerin aşağı ve yukarıya doğru itilmesine ve böylece materyalin boyutlarının küçülmesine yol açar.

Bütün selülozik elyafta olduğu gibi, pamukta da ıslandığında dayanıklılıkta artma görülür. Dayanıklılık artması %30 civarındadır. Ancak bu değer, pamuğun herhangi bir işlemle bozulmadığı durumlar için geçerlidir. Aksi halde, dayanıklılık kuru haldekinden daha az olur. Pamuk ıslatıldığında ağırlığının %70i kadar su çeker.


II.1.2.4 PAMUK LİFİNİN KİMYASAL YAPISI


Pamuk lifinin kimyasal yapısı, bitkinin yetişme koşullarına göre kısmen değişiklikler gösterir. Ham pamuğun kimyasal bileşiminde, selüloz yanında yağ ve vakslar, hemiselüloz, pektin ve protein gibi maddeler bulunur. Bu maddelerin pamuk lifi içindeki oranları Tablo II.1de verilmiştir.


Pamuklu materyale yapılacak ön terbiye işlemleri ile selüloz yüzdesi 99’a kadar ulaşır. Selülozun yapısı hakkında daha önce bilgi verilmişti. Elyaf yapısında az miktarda da olsa diğer yabancı maddeler, onun bazı özelliklerini etkiler.


Hemiselüloz : Bitkilerin hücre duvarlarında selülozla birlikte bulunan bir cins polisakkarittir.

Protein : Protein ve diğer azotlu bileşikler, genellikle lümen sıvısı olan protoplazmada bulunur. Bu maddelerin pamuklu materyalden uzaklaştırılması, sodyum hidroksid ile pişirme sırasında gerçekleşir.

Pektin : Pektinler bitkilerin yapısında geniş ölçüde bulunan çok karmaşık yapıda karbonhidrad bileşikleridir. Ana bileşeni, kalsiyum-magnezyum pektattır. Bu tuzu oluşturan pektik asit, karboksil grupları esterleşmiş poligalakturonik asittir.

Doğal pektinlerde, pektik asit yüksek karbonhidratlarla birlikte bulunur. Yapıları tam olarak açıklanmamıştır. Pamuktan pektinin uzaklaştırılması, amonyum oksalat veya amonyum sidrat ile ekstrakte ederek gerçekleştirilir. Sıcakta bazik çözeltilerle kaynatmakla da (pişirme işlemi) uzaklaştırılabilir.


Anorganik maddeler : Pamuk lifinin yanması sonucu arta kalan kül, lifin yapısındaki anorganik maddelerdir. Pamuk külünde, silisyum dioksit, K, Na, Mg ve Mn karbonatlar, klorürler, sülfatlar ve fosfatlar ile demir ve alüminyum oksitleri bulunur. Bunların bileşimi toplak ve yetişme koşullarına göre değişir. Potasyum ve sodyum tuzları, külün %95ini oluşturu. Bu bileşim üretim ve iklim koşullarına göre az veya çok değişir.


Yağ ve vakslar : Bitkisel liflerdeki yağ ve vakslar, organik çözücülerle ekstrakte edilerek uzaklaştırılabilen bileşikler olarak tanımlanır. Pamuktaki yağ ve vaks miktarının %44ünü gossipil alkol C30 H61 OH oluşturur. Bunun dışında az miktarlarda, montanil alkol bulunur. Bu alkoller yanında serbest halde palmitik, stearik ve oleik asitlerle; bu asit ve alkollerin esterleri(vaks) vardır. Pamuktaki vakslar, kütikül tabakada bulunur.

II.1.2.5. PAMUK LİFİNİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ


Pamuk lifi %100’e yakın oranda selüloz içerdiğinden, selülozun tüm kimyasal özelliklerini gösterir. Derişik ve kuvvetli asitlerle sıcakta ve soğukta bozunur. Derişik sülfirik asitte tamamen çözünür. Seyreltik asitlerle, sıcakta hidroselüloz vermek üzere bozunur ve çürür. Seyreltik bazlar pamuğa çok az etki eder. Fakat derişik bazlarla özel etkiler görülür. (merserizasyon) Uzun süre havada kalan pamuklu materyal fazla etkilenmez. Nontermoplastik yapıdaki pamuk 150 °Cnin üstündeki sıcaklıklarda bozulmaya başlar; 170 °C’de kısa zamanda kavrulur. Yakıldığında, siyah, parmak arasında ezilebilen bir kül bırakır ve yanık kağıt kokusu duyulur. Yükseltgen ağartıcılarla uzun süre temas halinde kalırsa oksiselüloz oluşumu ile bozulur.

Güneş ışığındaki UV ışınları, hava oksijeni, nem ve kirli hava koşulları altında kalan pamukta polimer bozulur. Doğrudan güneş ışığı, özellikle sıcak ve çok nemli havada pamuklu materyale etkiyerek dayanıklılığını azaltır.


II.1.3. KAPOK


Bitki tohumundan elde edilen bir başka lif cinsi de kapoktur. Kapok ağacı, tropik iklimlerde( Hindistan, Java; Sumatra ve Afrika) yetişir. Ağacın kapsül şeklindeki meyvası içinde tohumu ile birlikte bulunan lifler, elle veya makinelerle kapsüllerden ayrılır. Tohumlar liflerden pamuğa nazaran çok daha kolay ayrılır. Sarı renkli, yumuşak elastik ve dayanıksız bir elyaftır. Lifler tek hücrelidir. Lif uzunluğu 1-3,5 cmdir. Yapısında %63 selüloz, %13 linyin bulunur. Pamuğun altıda biri kadar ağırlıktadır. Hafif olduğundan, dolgu maddesi olarak kullanılır; yatak ve yastık yapılır. Lifin yapısındaki gözenekler yüzünden iyi bir hava ve ısı izolasyonu sağlanır. Ayrıca bilinen en iyi ses tutucudur. Hafifliği ve ses izolatörü olması nedeniyle uçaklarda bu özeliklerinden yararlanılmaktadır. Suda uzun süre ıslanmaz ve hafif olduğundan yüzer. Islandığında çabuk kurur. Islanmaması, elyafın yüzeyinin vaks ile kaplı olmasındandır. Nem ve su çekme özelliği olmadığından, can yeleklerinde ve cam simitlerinde kullanılır. Bir kg kapok, 35 kg’lık bir ağırlığı su üzerinde rahatça tutar.


BİTKİ GÖVDESİNDEN ELDE EDİLEN LİFLER


Bitki gövdesinden elde edilen liflere” bast elyafı” da denir. Bu lifler, bir tek hücreden değil birçok hücreden oluşmuş bir lif demeti şeklindedir. Bu yüzden bu sınıfa, “çok hücreli elyaf” adı da verilir. Keten, kenevir, jüt, ve rami gibi lifler bu sınıftan olup bunlardan dünyada en fazla üretileni jüttür.


II.1.4. KETEN


Keten bitkisi, başlıca tohumu ve lifi için yetiştirilir. %40-45 yağ içeren tohumundan, kuruyan yağ türünde yağ elde edilir. Bezir yağı olarak bilinen bu yağ, boyacılıkta kullanılır. Yağı alınan tohumlardan geriye kalan küspe, hayvan yemi olarak değerlendirilir.

Tarih öncesi devirlerine ait ketenden yapılmış materyallere, İsviçre’nin göl kıyılarındaki yerleşim bölgelerinde ve Eski Mısır mezarlarında rastlanmıştır. Bu da ketenin, iplik ve kumaş haline getirilme işlemlerinin binlerce yıl önceden geliştiğini ortaya koymaktadır.

Dünya üretiminde, %70 ile Rusya başta gelir. Bu ülkeyi %20 ile Polonya izler. Daha sonra, Fransa, Belçika, Kuzey İrlanda ve Romanya gelir. Türkiye’de de keten ekiilir ancak düşük kalitededir. Fransız keteni parlaklığı, İrlanda keteni ise beyazlığı ile ünlüdür.

Sonbaharda ve ilkbaharda ekilebilen keten, bir yıllık bir bitkidir. Nemli havayı sever. Lifinden ve yağından yararlanılacak keten bitkileri birbirinden farklıdır. Lif keteni uzun ve ince; yağ keteni ise kalın ve kısadır. Temmuz ve ağustos aylarında bitki yeşilliğini kaybedip, yapraklarını dökünce hasatı yapılmalıdır. Boyu en az 60 cm olan bitkiden tekstilde kullanılabilecek liflerde elde edilebilir.

Keten lifi, bitkinin sap ve gövdesinden elde edilir. Keten sapının enine kesitinde, en dışta epiderm adı verilen bir kabuk tabakası görülür.

Bu tabakanın iç kısımlarında odunsu hücreler arasında demetler halinde lif hücreleri bulunur. Bu lif demetleri, birbirlerine ve kabuktaki diğer dokulara(odunsu hücrelere), pektin maddesi ile bağlanmıştır. Lif hücrelerini birbirine bağlayan pektin maddesi(iç pektin) ile demetleri odunsu hücrelere bağlayan pektin maddesi (dış pektin) arasında yapı bakımından biraz fark vardır.

Kalın bitki saplarında odunsu hücreler fazla olacağından lif oranı düşer. Bu nedenle ince bitki saplarında lif miktarı daha fazladır.


II.1.4.1. KETEN LİFİNİN FİZİKSEL YAPISI


Taraklanmış keten liflerinin boyu 20-75 cm kadardır. Bu değer ortalama 50 cm civarındadır. Tek tek lif hücreleri ise 7-8 cm boyundadır. Yetişme koşullarına ve lifi oluşturan hücre sayısına göre lif kalınlığı değişir; 0,014-0,025 mm arasındadır. Bir tek lif en az 3-6 hücreden ibarettir. Lifin mikroskobik görünümünde uzun, şeffaf ve silindirik tüpler görülür. Bunların aralarında boğum veya düğüm denilen enlemesine işaretler vardır ki bu yapı keten için karakteristiktir. Bu kesiti çokgen şeklindedir. En dışta ince bir tabaka halinde yağ ve vakslar bulunur. Daha içte primer ve sekonder duvarları ile ortada küçük bir lümen bulunur. Sekonder duvarundaki fibrillerin yönü, pamukta olduğu gibi, tabakalarda sıra ile S Z S yönündedir. Her keten lif hücresinde iç kısımda ince ve dar bir lümen bulunur. Lifin enine kesiti çokgen biçimindedir. İyi gelişmiş liflerde enine kesit ovaldir ve hücre duvarları çok incedir. Rengi sarımtırak beyaz veya esmerdir. Bu rengin derecesi bitkinin işlenmesi ve kalitesi ile ilgilidir.


II.1.4.2. KETEN LİFİNİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ


Keten pamuktan daha dayanıklı bir elyaftır. Bu özelliği ıslandığında daha da artar. iyi bir ısı iletkenidir. Yazın serin tutar. Esnekliği az olduğundan çabuk buruşur. Kristalin bölgelerin oranı pamuğa kıyasla olduğundan dayanıklılık yanından keten lifleri daha gevşek, gıcırtılı ve sert bir tutuma sahiptir. Dayanıklılığı, pamuktan daha fazladır. Kopma anında uzama miktarı, kuru iken % 1,8; yaşken %2,2dir. Islakken %20 daha dayanıklıdır. Özgül ağırlığı 1,5 g/cm3dür.


II.1.4.3. KETEN LİFİNİN KİMYASAL YAPISI


Keten lifinin kimyasal bileşimi aşağıdaki gibidir :


Keten selülozu, yaklaşık 18000 sellobioz biriminden oluşmuştur. Yani, P.D. si 18000 civarında olup bu sayı yetişme ve toprak koşullarına göre değişir. Bu değer, bilinen tekstil lifleri içinde ketenin en uzun polimer zincire sahip olduğunu gösterir.

Ketende, pamukta bulunmayan linyin maddesi vardır. Linyinin kimyasal bileşimi aydınlatılmamıştır. Bir polimer madde olan linyinin monomerinin ß- hidroksi – koniferil alkol olduğu, bu monomerin birbiri ile eter, yarı asetal ve asetal köprüleri ile bağlandığı ileri sürülmektedir. Linyinin tanınması HCl ile asitlendirilmiş floroklüsin çözeltisiyle verdiği morumsu kırmızı renkten anlaşılır. Keten yapısındaki diğer maddeler pamuk konusunda incelenmiştir.

Ketenin yapısında bulunan fazla miktardaki yağ ve vaks ona parlaklık ve dayanıklılık kazandırır. Parlak ve düzgün yüzeyli olduğundan kir tutmaz.


II.1.4.4. KETEN LİFİNİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ


Keten lifleri, kimyasal reaktiflere karşı pamuğun gösterdiği özellikleri gösterir. Kaynar su, güneş ve deterjanlardan fazla etkilenmez. Nem çekme özelliği oldukça iyidir. Bu nedenle ticarette en fazla %18 nem kabul edilir. Bu nemi taşıdığında bile kuru hissedilebilir. 120 dereceC nin üstündeki sıcaklıklarda bozulur. Güneş ışığında dayanıklığını kaybeder.

Ketenden dokunmuş kumaşlar genellikle yatak takımları, sofra takımları ve elbiselik olarak kullanılır. Serin tutması bakımından yazlık giysilerde tercih edilir ancak günümüzde dünyada oldukça az miktarda üretilmektedir. Bunun sebebi, işletme ve üretim işleminin zorluğu ve pahalı oluşudur. Keten atıkları iyi cins kağıt (banknot kağıtları, sigara kağıtları) yapımında kullanılır.


II.1.5. KENEVİR


Kendir adı da verilen kenevir bitkisi, lifi ve tohumundan elde edilen yağı için yetiştirilir. Kenevir bitkisi dişi ve erkek olmak üzere iki tiptir. Dişi kenevirlerde dalların uç yapraklarında bulunan salgı tüyleri, yapışkan ve kendisine has kokusu olan uyuşturucu etkili bir madde salgılar. Bu madde esrar adı ile bilinir. Bitkinin Cannabis sativa türü, lifi için üretilir. Cannavis indica (Hint keneviri) türünde ise narkotik madde miktarı daha fazladır. Bu nedenle kenevir devlet kontrolünde üretilir; hind kenevir üretimi ise yasaktır.

Dünyada kenevir üretimi yapan ülkeler, BDT, Hindistan, Çin, Macaristan, Polonya ve Yugoslavya’dır. Türkiye’de de bir miktar kenevir yetiştirilir. Türkiye’de pamuktan sonra en fazla üretilen tekstil bitkisidir ve Kastamonu, Ünye, Fatsa, Malatya ve Urfa dolaylarında yetiştirilir.

Kenevir bir yıllık bir bitkidir. Ekimden 120-140 gün sonra hasadı yapılır. Lif hücreleri, ketende olduğu gibi kabuk kısmında demetler halindedir. Her lif demetinde 30-50 lif hücresi vardır. Lif üretimi ketende olduğu gibi çürütme, dövme ve taraklama işlemleri ile yapılır.

Lif uzunluğu 40-45mm’dir. Bitkinin uzunluğuna bağlı olarak 2 metreye kadar ulaşır. Kimyasal bileşiminde %78 selüloz, %9 kadar da linyin ve pektin bulunur. Linyin oranı ketenden daha fazla olduğundan daha kaba lifler şeklindedir. Parlak sarı veya esmer renklidir. Genellikle sicim, halat, urgan yapımında; yelken, çadır bezi ve çuval şeklinde veya halı çözgü ipliği olarak kullanılır. Ayrıca kotanize edilerek pamuk ile de karıştırılır.

 

 


II.1.6. JÜT


Jüt, pamuktan sonra dünyada en fazla üretilen bitkisel liftir. Tropik iklimde yetişen jütün anavatanı Hindistan’dır. Dünya üretiminin %80’i Hindistan, Pakistan ve Bangladeş tarafından karşılanır.

Bir yıllık bir bitki olan jütün gövdesinde lif hücreleri demetler halinde bulunur. Hücrelerin primer duvarlarında büyük ölçüde linyin vardır. Sekonder duvarındaki selüloz tabakaları da bir miktar linyin içerir. Bitki gövdesinin enine kesiti incelendiğinde beşgen veya altıgen şeklinde köşeli hücreler görülür. Hücrelerde lümenler daha geniştir. Bitkinin hasadı keten ve kenevirdeki gibi yapraklar sararmaya başladığı zaman yapılır. Hasadın geç kalması liflerdeki linyin miktarının artmasına sebep olur. Lif üretimi çürütme yöntemi ile yapılır. Çürütme sonunda lif demetler gövdeden elle soyularak ayrılır. Mekanik yöntemler de bu iş için kullanılır.

Elde edilen liflerin boyu 18-25 cm’dir. Lif demetlerindeki hücreleri birbirinden ayırmak zordur; bu nedenle lifler oldukça kalındır. Yapısında, %60-64 selüloz, %20 linyin ve % pektin bulunur. İlk elde edildiğinde açık sarı olan lifler zaman geçtikçe açık kahverengine döner. Kenevirden daha parlak lifler elde edilir.

Esneklik özelliği oldukça azdır. Diğer selülozik elyafta olduğu gibi nem çekme özelliği oldukça fazla olduğundan ticarette %12 ile sınırlandırılmıştır dayanıklılığı keten ve kenevirden daha düşüktür.

Dünyada üretilen jütün büyük bir kısmı çuval, örtü kumaşları, ip ve sicim yapımında kullanılmaktadır. Üretildiği ülkelerde işçilik ücretleri düşük olduğundan ucuza mal edilmektedir. Bu nedenle dayanıksız olması bir sorun yaratmaz. Ayrıca halı tabanı örgüsü olarak da kullanılmaktadır.


II.1.7. RAMİ


Sıcak ve orta kuşak ikliminde yetişen rami bitkisinin iki ayrı türü vardır. Anavatanı Çin olan ve beyaz rami de denilen türünün yaprakları, yeşil rami denilen diğer türünden daha geniştir; çiçeklerinin salkımları da daha sıktır.

Lif hücreleri, bitkinin gövdesinde kabuk kısmının altında yer alır. Hücreler diğer bast elyaftan farklı olarak tek tek dizilmiş şekildedir, demet halinde değildir. Mikroskop altında incelendiğinde liflerin enine kesitlerinin ketenden çok, pamuk liflerine benzediği görülür.

Bitkinin yaprakları sararmaya başladığında hasadı yapılır. Daha sonra bitki henüz yaşken kabuk kısımları soyulur. Soyma işlemi elle veya makinelerle yapılır. Kabuklar henüz yaşken bir bıçak yardımıyla sıyrılarak temizlenebilir. Bu şekilde elde edilen lifler, üzerinde yapışkan madde bulunduğundan oldukça serttir ve ham rami olarak adlandırılır. Bu lifler kırılgan ve gevşektir. Üzerindeki zamksı maddenin uzaklaştırılması için çürütme işlemi uygulanır. Mikroorganizmalarla veya kimyasal maddelerle yapılan zamk giderme işleminden sonra elde edilen lifler yumuşayarak daha iyi eğrilebilir hale gelirler.

Ortalama 15 cm uzunluğunda parlak beyaz rami liflerinin %80-85’i selülozdan yapılmıştır. Ramide diğer bast elyafın aksine linyin yoktur. %6,5-7,5 oranında pektin maddesi bulunur.

Çeşitli yerel giyim eşyaları, döşemelikler, ip ve halatlarla endüstri tekstilinde kullanılmaktadır.

BİTKİ YAPRAKLARINDAN ELDE EDİLEN LİFLER


II.1.8. SİSAL


Sisal bitkisi sıcak ve nemli iklimde yetişir. Yapraktan elde edilen lif sınıfında en fazla sisal üretilir. Brezilya, Afrika ve Endonezya’da yetiştirilen sisal bitkisi, 7-8 yaşına geldiğinde lif üretimi için kullanılabilir. Uzun, etki ve kın şeklin de yaprakların %80-85’i sudur. Taze yapraktan çürütme yöntemiyle %3-4 kadar lif elde edilebilir. Bir bitkiden 15-20 yıl boyunca ürün alınabilir.

Sisal lifleri birbirleriyle yapışık halde bulunan hücre demetleri şeklindedir. Liflerin boyu 100cm’e kadar ulaşır. Rengi beyazdan sarı kahveye kadar gider. Yapısında %65-72 selüloz, ayrıca hemiselüloz, pektin ve linyin bulunur. Pektin miktarı %9-14 kadardır. Elyafta küçük gözenekler olduğundan nem çekme özelliği fazladır.

Sağlamlığı ve tuzlu suya karşı dayanıklılığı oldukça fazladır. Aynı zamanda diğer kaba liflere göre esnekliği iyidir. Bu nedenle gemi halatları ve denizcilikte bağlama malzemesi olarak ve örme işlemlerinde kullanılır.


II.1.9. MANİLA KENEVİRİ (ABACA)


Hurma ağacına benzeyen ve 8-20 yıl yaşayan bir tropikal bitkidir. Filipinler’de yetişir. Dünya üretiminin %94’ünü bu ülke karşılar. Yaprak kınları içinde lifler, demetler halinde bulunur. Yapraklar, bitki çiçeklenmeye başladığında hasat edilir. Yaprak kınından lifli kısımlar sıyırma ile ayrılır. Daha sonra güneşte kurutulur. Beyazdan kahverengiye kadar giden renklerde parlak ve sağlam lifler elde edilir. Yapısında %63-64 selüloz, %10 hemiselüloz ve %5 linyin ve pektin içerir. %10 kadar da nem bulunur.

Abaca lifleri sağlamlığı ve nem çekici özelliğinin azlığından dolayı yelken bezleri, gemi halatları yapımında kullanılır. Ayrıca kaba dokuma kumaşlar ve yastık dolgu maddesi yapılır.


BİTKİ MEYVESİNDEN ELDE EDİLEN LİFLER


II.1.10. KOKO ELYAFI


Tropikal bir bitki olan hindistan cevizi meyvasının üstünü örten lifli tabakadan elde edilir. Seylan, Hindistan ve Pakistan’da yetiştirilir. Üretimi için hindistan cevizi kabukları nehirlerde 6-12 ay bekletilir. Bu süre içinde kabuklardaki çamurlar gider; odunsu hücreleri liflere bağlayan yapışkan madde bozunur ve lifler birbirinden ayrılacak hale gelir. Bu kabuklar kurutulur ve odun tokmaklarla dövülür. Sonra temizlenerek kaba, uzun, ince ve kısa lifler sınıflandırılarak ayrılır. Açıktan koyu kahveye giden renklerde, sert fakat esnekliği fazla olan lifler elde edilir. Suya karşı dayanıklıdır.

Koko lifleri, iplik haline getirilip; parlak renkli koko hasırlarının yapımında, çuval ve gemi halatı imalinde kullanılır. Sert olanları paspas ve fırça olarak tüketilir.


II.2. HAYVANSAL LİFLER


Tekstilde kullanılmak amacıyla hayvanlardan elde edilen lifler bu sınıfa girer. Bu sınıftaki bütün liflerin yapıtaşının, hayvansal organizmanın da yapıtaşı olan protein olması nedeniyle bu liflere protein lifleri de denir. Hayvansal lifler, kıl kökenli (deri ürünü) ve salgı kökenli olmak üzere iki alt sınıfa ayrılır. Kıl kökenli lifler sınıfında, koyundan elde edilen yün başta gelir. Koyundan başka çeşitli hayvanların kılları da tekstil elyafı olarak kullanılır. Bunlar; tiftik keçisinden moher, tavşandan angora, deveden devetüyü, keşmir keçisinden kaşmir, adi keçiden keçikılı gibi liflerdir. Salgı kökenli lif ise, ipekböceğinden elde edilenm doğal ipektir.

Hayvansal liflerin yıllık üretim miktarı tüm liflerin toplam miktarının %10’undan daha azdır. Bu miktarla dünya lif kaynaklarının çok az bir kısmını oluştururlar. Ancak, bunların sınırlı miktardaki üretiminden çok dünya tekstil ticaretindeki rollerinin önemi büyüktür.

Selülozik elyafta selüloz hakkında olduğu gibi, hayvansal liflerin yapıtaşı olan protein hakkında, yapı ve özellikler bakımından gerekli bilgilerin, hayvansal liflerin tek tek incelenmesinden önce bilinmesi gerekir. Böylece hayvansal liflerin bazı özellikleri protein hakkında edinilen genel bilgilerle açıklanabilir.


II.2.1. PROTEİN


Doğada bulunan proteinler yüksek molekül ağırlıklı polimer bileşiklerdir. Elementer analizlerinde karbon, hidrojen, oksijen, azot yanında az miktarda da kükürt ve fosfor bulunur, a-amino asitlerin polimerleşmesi ile oluşan proteinler, yumak veya iplik şeklinde moleküller halindedir. Bunlardan iplik şeklinde olanları, lif oluşturmaya uygundur.

Proteinlerin monomerleri olan a-amino asitlerin moleküllerinde 2. karbon atomunda -NH2 amino grubu vardır. Genel formülleri


R – CH – COOH şeklindedir.

|

NH2

Formülde R ile gösterilen kısım, alifatik ve aromatik gruplar içerebilen çeşitli yapıda gruplardır ve yan zincir olarak isimlendirilirler.

Doğada bulunan a-amino asitlerden bazılarının formülleri II.11’de verilmiştir.


Formüllerde görüldüğü gibi, aminoasitlerin karakteristik grupları olan, -NH2 ve –COOH, her molekülde vardır. Genel formülde molekülün R ile gösterilen kısmı her aminoasitte farklıdır böylece R’leri farklı birçok aminoasit molekülü bulunabilir. Formül II.11’de bu aminoasitlerden bazıları verilmiştir.

molekülü bulunabilir. Formül II.11’de bu aminoasitlerden bazıları verilmiştir.

a-amino asitler, birbirleri ile bir molekül su ayrılmasıyla oluşan kondensasyon reaksiyonları verirler. Bu reaksiyon sonucunda iki molekük arasında peptid bağı adı verilen bir kovalent bağ meydana gelir. İki molekül aminoasitten oluşan bu bileşiğe de dipeptid denir. Formül II.12.


H2N – CH – COOH + H2N – CH – COOH à H2N – CH – CO – NH – CH – COOH +H2O

| | | |

R R R R

a-aminoasit a-aminoasit dipeptid


Formül II.12


Bu bileşiğe üçüncü bir aminoasitin aynı şekilde kandensasyonu ile meydana gelen yeni peptite ise tripeptid denir. Bileşikteki aminoasit sayısına göre peptidler, tetra- ve pentapeptid olarak isimlendirilirler. Genel olarak peptiddeki aminoasit molekülü sayısı 5-10 arasında ise oligopeptid, 10-100 arasında ise polipeptid, 100’den fazla sayıda ise protein adını alır. Doğada bulunan otuz kadar aminoasitten bütün proteinler meydana gelir. Bu aminoasitlerden 20 kadarına oldukça sık rastlanır. Bkz. Formül II.11. bunların polimerleşmesinde değişik sıralamaları yanında değişik moleküllerin farklı yerleşimi ile farklı yapı ve özellikte proteinler oluşur. On farklı amşnoasitten oluşabilecek değişik proteinlerin sayısı 10! = 3628800 adettir. Bu kombinasyonların fazlalığı, doğada yapıları farklı çeşitli moleküllerin meydana gelmesini sağlar. Sadece insan vücudunda 100.000’den fazla türde farklı protein molekülü bulunmaktadır.

Protein moleüllerinin mol ağırlıkları onbin ile birkaç milyon arasındadır. Polimerleşme derecesi ise yüzbin ile birkaç bin kadardır. Protein moleküllerindeki karakteristik grup (-CO –NH -) amid bağıdır. Bu bağa peptid bağı da denir.

Bir proteinin oluşum reaksiyonu formül II.13’de gösterilmiştir. Formülde R ile belirtilen yan zincirler apolar yapıda hidrokarbon radikalleri olabildiği gibi, polar grupları da olabilir. Bu polar gruplar nedeniyle proteinler, asidik veya bazik karakter gösterilebilir. Örneğin formül II.11’deki glutamik asit molekülünde iki asidik karboksil grubuna karşılık, bir bazik amino grubu vardır. Arginin molekülünde ise bazik amino gruplarının sayısı fazla olduğundan bazik karakter gösterir.

n H2N – CH – COOH à ---- NH – CH – CO – NH – CH – CO --- + n-1 H2O

| | |

R R R


Protein

Formül II.13

 

Protein zincirlerindeki amid grupları, zincir içinde veya zincirler arasında H-köprüleri oluşturabilir. Bu köprüler, zincirdeki bir karbonil grubu _______ ile; b ir amino –NH2 veya imino –NH- grubu arasında meydana gelir.


Bu hidrojen köprüleri, protein zincirlerinin farklı şekilde düzenlenmelerine sebep olur. Bu farklı şekillerden iki tanesi en dayanıklı olanlarıdır.

1. a-Helazon şekli : H- köprüleri aynı protein zinciri içinde oluşursa, zincirin düşey bir eksen etrafında helozon şeklinde kıvrılmasına neden olur. Bu yapıya a-helezon şekli denir. H-köprüleri dört amino asid biriminde bir tekrarlanır.

2. ß-şekli : H- köprüleri farklı protein zincirleri arasında meydana gelebilir. Zincirin zikzak şekilde dizildiği bu şekilde R yan grupları aynı veya zıt yönde sıralanabilir. Aynı yönde sıralanmışsa paralel, zıt yönde sıralanmışsa antiparalel yapı görülür. a-helezon şekli kas dokuyu oluşturan miyosin, kanda bulunan bir protein olan fibronojen ve yünde bulunan a-keratinin yapısında görülür. ß-şeklindeki proteinler ise ipek fibroini ve kuş tüyünde bulunan ß-keratindir.


II.2.1.1. PROTEİNİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ


Proteinler, bütün canlılarda bulunan organik bileşiklerdir. Hayvansal organizmanın yapısında en büyük kısmı çeşitli proteinler oluşturur. Deri, kas, kan, saç, tırnak, kıl gibi dokular yapı bakımından birbirinden farklı proteinlerden yapılmıştır. Ayrıca enzimler ve hormonlar da protein türleridir.

Aminoasit polimerleri olduğu bilindiğine göre, proteinlerin özellikleri, yapısına iştirak eden aminoasitlere bağlıdır. Bu nedenle önce aminoasitlerin kimyasal özellikleri hakkında bilgi edinmekte yarar vardır.

Aminoasitler, suda kolay çözünen bileşiklerdir. Organik çözücülerde çözünmezler. Moleküllerinde hem asit hem de bazik gruplar bulunduğundan (formül II.14) ve bazlarla (formül II.15) reaksiyon verirler. Hem asit hem de bazlarla reaksiyon verip tuz oluşturan bu tür bileşiklere amfoter bileşik adı verilir. Aminoasitler ve bunlardan oluşan proteinler de amfoter bileşiklerdir.

Formül II.14 ve formül II.15’de görüldüğü gibi, asidik ortamda aminoasit katyonik yapıda; bazik ortamda ise anyonik yapıdadır. Nötral çözeltilerde ve çözünmemiş haldeyken ise formül II.16’da görüldüğü gibi iç tuz şeklindedir.


Bu aminoasitin sudaki çözeltisine asit ilave edildiğinde molekül katyon haline geçer ve elektrolizde katoda gider. Aynı çözeltiye baz eklenerek bazik ortama getirilirse, molekül anyon olur ve elektrolizde anoda doğru yönelir. Çözeltinin asidik veya bazik karakter göstermediği belli bir pH değerinde ise, molekül iç tuz şeklindedir. Bu pH değerindeki bir ortamda molekül elektroliz edilirse bir iyon göçü olmaz. Aminoasitin iç tuz şeklinde bulunduğu bu pH değerine izoelektrik denir. Glisin için bu değer, pH = 6’dır.

Aminoasitler, taşıdıkları asidik ve bazik grupların sayısına ve durumuna göre asidik, bazik ve nötral olmak üzere üç sınıfa ayrılır. Proteinler de bu farklı yapıdaki aminoasitlerden oluştuklarından, taşıdığı aminoasitlerin özelliklerine bağlı olarak bazik ve nötral proteinler şeklinde sınıflandırılabilir. Taşıdıkları bu gruplar nedeniyle atmosfer maddelerdir. Çözeltilerden elektrik akımı geçirildiğinde bu özelliklerine bağlı olarak anyonik veya katyonik yapıda bulunabilirler. Formül II.17’de bir protein molekülünün asidik ortamdaki, formülII.18’de ise bazik ortamdaki iyonik yapısı görülmektedir. Çözeltide anyonik ve katyonik grupların eşit olduğu pH değerine protein izoelektrik noktası denir. Formül II.19’da bu değer, üzerinde taşıdığı asidik ve bazik grupların sayısı ve türüne göre değişir; her protein cinsi için karakteristiktir; proteinlerin birbirinden ayırt edilebilmeleri için klullanılır.


Proteinler suda çözünen ve suda çözünmeyen olmak üzere iki ayrı sınıfa ayrılır. Bunlardan suda çözünmeyenleri, seyreltik tuz, baz ve asitlerde de çözünmez. Tamamı fibriller ( lineer zincir) yapıdadır. Yün proteini olan keratin ve ipek proteini olan fibroin bu sınıftandır.

Proteinlerin farklı kimyasal reaktiflerle reaksiyonları, her protein türü için farklıdır. Bu nedenle farklı liflerin incelenmesi sırasında bu reaksiyonlar ayrıca incelenecektir. Bununla beraber proteinlerin tanınması için kullanılan birkaç özel reaksiyon vardır.

a) Ksantoprotein reaksiyonu : Proteinler derişik nitrat asidi ile koyu sarı renkli bileşikler meydana getirirler.

b) Biüre reaksiyonu : proteinler bazik bakırsülfat çözeltisiyle menekşe renkli kompleks yapıda bir bileşik oluştururlar.

 


II.2.2. KIL KÖKENLİ (DERİ ÜRÜNÜ) LİFLER


Hayvanlardan elde edilen ürünler, bir ülkenin ekonomisinin belli bir oranını oluşturur. Bu nedenle hayvanlardan elde edilen tekstil lifleri olan yün ve diğer deri ürünlü lifler, ekonomik değeri olan ürünlerdir. Koyundan elde edilen yün, hayvansal lifler içinde %90’dan daha fazla orandadır. Kıl kökenli deri ürünü liflerin tümünün kimyasal yapıtaşı keratindir. Bu nedenle kıl kökenli lifleri tanımadan önce keratin hakkında bilgi edinilmesi gerekmektedir.


KERATİN


Keratin, yün ve saç gibi kıllar yanında, hayvanların boynuz ve tırnak gibi dokularını oluşturan bir protein maddesidir. Bütün proteinler gibi keratin de karmaşık yapıda bir kimyasal bileşiktir. Yapısında karbon, hidrojen, oksijen, azot ve kükürt elementleri bulunur. Fazla miktarda içerdiği kükürt ile diğer proteinlerden farklandırılır. Keratinin yapısına iştirak eden aminoasitlerden başlıcaları ve oranları tablo II.3’de gösterilmiştir.

 

Glutamik asit...................% 12,2-16,0 Arginin.............................% 7,1-10,4 Sistin................................% 11,0-13,1 Serin.................................% 9,5-11,5

Aspartik asit.....................% 6,2-7,3

Glisin................................% 5,8-6,5

Alanin...............................% 4,4-5,5

Lösin................................% 7,6-8,1

Tirosin..............................% 4,0-6,1

Pirolin...............................% 7-5,8,1

Treonin.............................% 6,6-7,0
 

 

Tablo II.3

 

Bunların dışında çok az miktarlarda olmak üzere, alanin, valin, izolösin, metionin, lizin, fenilalanin, histidin ve triptofan gibi aminoasitler de keratinin bileşiminde bulunur. Keratin zincirinde bu asitler birbirlerine, aşağıdaki kimyasal bağlarla bağlanır.


1- Peptid bağları : Aminoasitlerin polimerleşmesi sırasında oluşturdukları kovalent bağlardır. Bir aminoasitin karboksil grubu ile diğer bir aminoasitin amino grubu arasında bir molekül su ayrılması ile meydana gelir.


Formül II.20


2- Tuz bağları : Aminoasit birimlerinde bazı R yan grupları asidik (-COOH) veya bazik gruplar (-NH2) içerir. Uzun protein zinciri üzerinde peptidleşmeye iştirak etmemiş karboksil ve amino grupları varsa serbest kalan bu gruplar birbirleri ile tuz yapısında bağlar oluşturur. Adından da anlaşılacağı üzere bu bağlar iyonik karakterdedir. Bu tür bağlar protein zincirlerini birbirlerine yan bağlarla(çapraz bağlar) bağlanmış durumdadırlar.

 
Formül II.21


3- Sistin bağları : Yün keratininde, kovalent bağ karakterinde ve yan zincir (çapraz bağ) oluşturan bir başka bağda sistin bağlarıdır.

Formül II.22


Keratin zincirinin yapısına iştirak eden sistinde iki aminoasit ve iki karboksil grubu vardır. Bu iki grup, protein oluşturmak üzere diğer aminoasitlerle birleşip, peptid bağlarını meydana getirirler. Formül II.22. bu bağlanma sırasında –S-S- grubu iki protein zinciri arasında kalır. Böylece iki zincir arasında yeni bir köprü oluşur.

Sistin bağları ayrıca aynı protein zinciri üzerinde bulunabilir. Formül II.23

4- H-Köprüleri : Keratin zincirindeki amid -CO-NH- grupları kolayca hidrojen köprüleri oluştururlar. Zincirdeki karbonil (>C=O) grubu ile imino (-NH-) grubu arasındaki H-köprüsü aynı protein zincirinde meydana gelirse a-şekli; karşılıklı polimer zincirleri arasında oluşursa ß-şekli meydana gelir. Gerilmemiş normal durumdaki yün lifinin doğal yapısı a-şeklindedir. Gerilmiş halde ise ß-keratin şekline dönüşür; ancak kendi haline bırakıldığında yine a-şekline dönmeye çalışır. Bunun dışında hidrojen köprüleri protofibriller arasında da bulunur. Keratin, oldukça düzensiz yapıdadır. Kristalin bölgelerinin oranı %25-30; amorf bölgeler ise %70-75 arasındadır.


Formül II.24

II.2.2.1. YÜN


Birçok ülkede, yün elde edilmesi için koyun üretimi önemli bir endüstri dalı olarak kabul edilir. Dünyanın çeşitli yörelerinden elde edilen yün, kalite farklılıkları gösterir. Genellikle koyun cinsine bağlı olarak da değişebilen kaliteler temel alınırsa, dünyada üç farklı yün cinsi sayılabilir : Merinos yünleri, crossbreed (melez) yünleri ve Asya yünler.


Merinos yünleri : İnce ve yumuşak lifler elde edilen Merinos koyunları, genellikle Avustralya, Güney Amerika ve Güney Afrika’da yetiştirilir. Güney Afrika’da üretilen Merinos yünleri, çok kıvrımlı ve dalgalıdır. Yıkandıktan sonra iyi bir beyaz renge sahip olur. Güney Amerika merinoslarının yünleri, Afrika ve Avustralya merinoslarınınkinden biraz daha düşük kalitelidir. Çeşitli Avrupa ülkeleri ile ülkemizde az miktarlarda merinos yünleri üretilmektedir. Avustralya’da üretilen merinos yünleri botany yünü adını da alır ve en iyi kalite yünlerdir.

Crossbred (melez) yünler : Merinos koyunlarının çeşitli İngiliz ırkı koyunlarla melezleştirilmesinden elde edilen koyun tiplerinden elde edilen yünlerdir. Bunlar içinde Cheviot ve Shetland yünleri önemlidir.

Asya yünleri : Çin, Türkiye veya Sibirya gibi Asya’nın çeşitli bölgelerinde üretilen yünlerdir. Bunlar düşük kalitede uzun ve kalın liflerdir.


II.2.2.1.2. YÜNÜN FİZİKSEL YAPISI


Koyun derisi üzerindeki kıllar, kılkökü ve kıl gövdesi olmak üzere iki kısımdır. Kırkım yolu ile elde edilen yünlerde kıl kökü bulunmaz tabak yünü ve post yapağısında kıl kökleri de bulunduğundan kalite düşer. Deri içinde ayrıca, kılı besleyici kan damarları, ter ve yağ bezleri vardır. Bir yün lifinin enine kesiti incelenecek olursa en dışta epiderm, ortada korteks ve içte de medula tabakası görülür.


Epiderm : Kütikül de denilen epiderm tabakası, elyafın en dış yüzeyidir. Lifin mikroskop altında görülen yüzeyi bu tabakadır. Birbiri üzerine kapanan pul şeklinde hücrelerden ibarettir. Bu hücreler, sert ve boynuzsu yapıdadır. Balık pulları veya damdaki kiremitlere benzer görünüştedir. Bu görünüm mikroskop altında kolayca incelenebilir ve yün lifinin tanınmasında karakteristiktir. Pulların serbest uçları dışa doğru çıkıntılar yapar. Bu tabaka elyafın iç kısmının korunmasına yardım eder ve ona bir miktar sertlik verir.

Yün lifinin üzerindeki pulların şekli ve dizilişleri, lifin temel özelliklerine etki eder. İnce yünlerde tek bir pul, lifin tamamını sarar. Kalın liflerde ise, çap ile birlikte pulların sayısı da artar. Pulların düzgün ve yüksek oluşu da lifin yüzeyinin düzgün olmasına; buna bağlı olarak da parlak olmasına yol açar.

Son yıllarda elektron mikroskobu ile yapılan araştırmalarda kütikül ( epiderm) tabakasının endokül, eksokütikül ve epikütikül olmak üzere üç kısımdan oluştuğu bulunmuştur. En dıştaki epikütikül tabakası çok ince olmakla beraber, yapısında kükürt oranı ve buna bağlı olarak sistin bağları fazla olduğundan kimyasal reaktiflere ve biyolojik etkilere karşı çok dayanıklıdır, ancak mekanik olarak tahrip edilebilir.


Korteks : Lifin ana parçasıdır ve ortalama %90’ını oluşturur. Uzun, kat kat ve iyi şekilde hücrelerden yapılmıştır. Yünün dayanıklılığı, elastik özellikleri, doğal rengi ve boyanabilme yeteneği, bu kortikal hücrelerin yapısı ile ilgilidir. Şekil II.16.

Bu hücrelerin yapısında makrofibriller vardır. Makroıfibriller, mikrofibril denilen daha küçük yapıdaki birimlerden oluşmuştur. Mikrofibriller de onbir tane protofibrilden meydana gelmiştir.

Bir protofibril üç tane a-keratin zincirinden oluşmuştur; 500 nm uzunluğunda, 2 nm çağındadır. 11 tane protofibrilden oluşan mikrofibril ise 5 nm çapındadır. Mikrofibrillerin birleşmesiyle meydana gelen makrofibriller de 100-200 nm çapındadır. Kortikal hücre içinde bu mikrofibriller birbirlerine proteinle bağlıdır. Şekil II.18.

Kortikal hücrelerinin boyu 100 mikron, çapı ise 2,5 mikrondur. Elyaf ekseni boyunca birbirlerine paralel bir şekilde sıralanırlar. Korteks hücreleri, yapılarındaki keratinin farklı modifikasyonda olması ve farklı miktarlarda sistin içermeleri nedeniyle; kimyasal dayanıklılığı ve izoelektrik nokta gibi diğer özellikleri farklı iki ayrı bölümden ibarettir. Lifin enine kesiti incelendiğinde bu fark açıkça görülür. Bunlardan kimyasal reaktif ve enzimlere daha az dayanıklı olan bölgeye ortokorteks, daha dayanıklı kısma ise parakorteks denir. Şekil II.19’da elektron mikroskobu altında yünün enine kesiti görülmektedir. Koyu renkli kısımlar düzgün ve küçük ortokorteks hücrelerini, açık renkli kısımlar ise, düzensiz parakorteks hücrelerini göstermektedir. Yündeki bu farklı yapıya bilateral yapı da denilmektedir. Parakorteks hücreleri lifin içbükey yüzeylerinde, ortokorteks hücreleri ise dışbükey yüzeylerde bulunur. Bu iki farklı yapı yün liflerinin kıvrımlı bir şekil göstermelerine sebep olur. Şekil II.20

İnce liflerde, 1cm’de 10, orta kalınlıkta yünlerde 4-8, kaba liflerde ise 1-2 kıvrım bulunur. Şekil II.20.

Korteks tabakası gelişmemiş liflerde kütikül tabakası kalın ve kabadır. Bu tür lifler, kısa ve kalın olup; boyamada güçlük çıkarır. Bunlara kemp veya köpek kılı denir. Kemp kıllarının ¾’ü medüla bölgesidir. Renkleri parlaktır. Yünde bu tür liflerin fazla oranda bulunması kaliteyi düşürür.

Medüla : Korteks tabakasının orta kısımlarında, elyaf boyunca uzanan ve medüla hücreleri ile gevşek şekilde doldurulmuş dar bir kanaldır. Çok ince liflerde yoktur. İnce yünlerde ise dar bir tek kanal halindedir. Kaba liflerde medüla bölgesi birbirine paralel birkaç kanal halindedir.

 

II.2.2.1.3. YÜNÜ KİMYASAL YAPISI


Hayvandan elde edilen ham yün ile, yıkanmış yünün bileşimi oldukça farklıdır. Temizlenmemiş yünde deri içindeki yağ ve ter bezlerinden ileri gelen yağlar ve vakslarla, ter tuzları vardır. Bunun yanında hayvanın yaşadığı ortamdan gelen ot, yaprak, toprak ve dışkı artıkları da bulunur. Bu bakımdan yıkandıktan sonra %100’e yakın kısmı keratin olan yünün ham haldeyken bileşimi tablo II.4’te verilmiştir.


Keratin(yün proteini)..............% 33

Kir ve pislik............................% 26

Ter tuzları...............................% 28

Yün vaksı...............................% 12

Anorganik maddeler...............% 1
 


Tablo II.4


Keratin : Keratin hakkında geniş bilgi, II.1.2.2. kıl kökenli lifler keratin konusu altında önce verilmiştir.

Kir ve pislik : Ham yün lifleri önemli ölçüde çevreden gelen pislikleri içerir. Bu kirler, yün vaksının yapışkanlığı nedeniyle lif üzerinde tutulurlar, ancak yapak yıkama ve karbonizasyon işlemleri ile giderilmektedirler.

Ter tuzları : Ham yünden sulu ekstraksiyon sonucu ayrılabilen maddelere ter tuzları denir. Ter tuzları, oleik ve stearik asidin potasyum tuzları ile potasyum karbonat içerir. Ayrıca küçük moleülü asetik, laktik, valerik ve kaprilik asitleri; hem serbest halde, hem de potasyum tuzları şeklinde bulunur. Bunların yanında lösin, glisin, tirozin gibi aminoasitlere de rastlanır.

Yün yağı (yün vaksı) : Doğal yağların çoğu 12-18 karbonlu yağ asitlerinin (kalboksilik asit) bir trialkol olan gliserin ile yapmış olduğu esterlerdir. Vaks denilen bileşikler ise, büyük moleküllü alkollerin büyük moleküllü karboksilik asitlerle yaptıkları esterlerdir. Ham yünde bulunan ve suda çözünmeyen kısım kolesterol ve izokolesterol adı verilen yüksek karbonlu monohidroksi alkollerin yağ asitleri ile yaptıkları esterler karışımıdır. Bu nedenler yünün suda çözünmeyen kısmı, yün vaksı olarak ifade edilmelidir. Çoğunlukla yanlış olarak yün yağı da denilmektedir.

Yün vaksı, sarımsı beyaz renkte ve organik çözücülerde çözünebilen bir maddedir. Alkollü potasyum hidroksit ile bile zor sabunlaşır. Ham yünden vaksın uzaklaştırılması işlemi, yapak yıkama işlemi sırasında emülsiyon haline getirilerek yapılır. İstenildiğinde yıkama banyosunda yeniden kazanılır. Yıkama banyosundan ilk ayrıldığında kirli sarı renkte veya koyun kokusunda olan yağ temizlendikten sonra, kokusuz, açık sarı renkte, erime noktası 38-44 °C olan pazarlama değeri yüksek bir madde haline geçer. Temizlenmiş yün vaksı, parafin ve su ile karıştırılarak kozmetik sanayinde kullanılan lanolin elde edilir.


Anorganik maddeler : Yün yıkanıldığında bir miktar kül bırakır. Na, K, Ca tuzları ile kükürtlü bileşiklerden ibaret olan bu anorganik maddelerin bileşimleri, koyunun yetiştiği yere ve koşullara göre değişir.

 

II.2.2.1.4. YÜNÜN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ


Yün liflerinin, taşıdığı özellikleri nedeniyle, ticari değerleri oldukça yüksektir. Yaylanma yeteneği, esneklik, keçeleşme, nem çekme gibi özellikleri, diğer liflerle kıyaslandığında ona üstünlük sağlar.


1- Yaylanma yeteneği : Bir tutam lif demetini sıkıştırdıktan sonra, basıncın kalkması ile demetin eski biçimini ve hacmini almasına yaylanma yeteneği denir. Halı, döşemelik ve yatak yapılacak yün liflerinde bu özellik aranır. Yumuşak yünlerde bu yetenek azdır; sert ve karışık lifler bu özelliğin gerektiği durumlarda en uygundur.

2- Uzama ve esneklik : Yün liflerinde en önemli özelliktir. Yaş haldeki yün, başlangıçtaki uzunluğunun %70’ine kadar uzatılabilir. Çekim kuvveti kısa zamanda kaldırılırsa eski boyutlarına ulaşır. Kuru yün ise biraz çekildikten sonra kuvvet kaldırılırsa, başlangıçtaki uzunluğunun yarısına hemen, diğer yarısına da daha uzun bir sürede geri döner. Gerilmiş yün liflerinde keratin a-şeklşinden ß-şekline dönüşür. Yün üzerinden bu gerilim kaldırıldığında polimer zinciri daima a-keratin yapısına dönmeye meyleder. Bunun nedeni, molekül-içi tuz , disülfür ve hidrojen bağlarının yeniden oluşumudur. Devamlı kullanma sonucu buruşan ve torbalanmalar meydana gelen yünlü kumaştan yapılmış giysiler, bu özellikten dolayı bir süre askıda durmakla yeniden düzelir. Tekrarlanan çekme olayları yün liflerinde sürekli biçim bozuklukları meydana getirir. Diğer doğal liflerle karşılaştırıldığında, bu özellik en fazla yünde görülür.

3- Keçeleşme özelliği : Yün ve diğer kıl kökenli hayvansal liflerde görülen bu özellik; sıcaklık, basınç ve asidik veya bazik çözeltilerin etkisiyle mekanik hareketler sonucu elyafın boyca ve ence çekip kısalmasıdır. Bu kısalma sırasında, pullar dışa ve geriye doğru kıvrılır. Bu kıvrılmalarla lifler birbiri üzerine dolanır, düğümlenir. Bu olay yünün korteks tabakasının yukarıda belirlenen koşullar altında şişmesi ve bunun sonucu olarak boyca kısalmasıdır. Kısalmanın yönü lifin kök kısmına doğru olur ve lif kendi kendine kıvrılmaya başlar. Hareketin lif ucuna değil de köke doğru olmasının nedeni testereye benzeyen yüzey yapısındandır. Şekil II.21.

Keçeleşen yünlü materyalde doku sıklaşır, boyca ve ence kısalma görülür. Yünün keçeleşmesi için ortamda su bulunması ve hareket halinde olması yeterlidir. Keçeleşme olayı ısı, asit ve bazlar yardımıyla artar. Isı, lifleri daha elastikleştirir ve hareketini kolaylaştırır; ayrıca lifteki şişmeyi de arttırır. Liflerin şişmesi de birbirleri ile daha fazla temas yüzeyi sağlar ve birbirlerine düğümlenmeye sebep olur. Asit ve bazlar da aynı şekilde etki yapar.

Keçeleşme, daha çok ince yünlerde kendini gösterir. Battaniye, serj kumaşlar, fötr şapkalar keçeleştirme işlemi ile yapılır. Sık yıkanması gereken yünlü materyalde istenmeyen bir özellik gibi görünen bu olaydan, bu şekilde bazı durumlarda yararlanılmış olur.

4- Biçimlenme yeteneği : Yün ve diğer keratin liflerine özgü olan bu özellik, geçici ve devamlı olarak meydana gelir. Islatılmış bir yünlü materyal kurutulurken belli bir basınçla istenen şekilde tutulursa, tamamen kuruduğunda bu şekli alır ve kuru kaldığı sürece şeklini muhafaza eder. Ancak ıslatıldığında yeniden eski biçimine döner. Bu koşullarda biçimlenmenin sebebi, su moleküllerinin hidrojen bağlarını ve bir dereceye kadar da tuz bağlarını koparmasıdır. Materyal kururken su molekülleri de uzaklaşacağından, sözü geçen bağlar yeniden, fakat materyalin kurutulduğu andaki şekli ile oluşur.

Keratin zincirinde yan grup olarak meydana gelen sülfenik asit komşu moleküllerdeki primer amin grupları ile birleşir. Bu birleşme, basınç altındaki yünün biçimini korumasını sağlar. Buharla yapılan biçimlendirme işlemi süreklidir.

Biçimlendirme işlemi kimyasal yolla da yapılır. Disülfür bağları amonyum tiyoglukonat, kalsiyum tiyoglukonat, sodum bisülfit gibi maddelerle indirgenirken materyale istenen biçim verilir. Daha sonra potasyum bromat veya persülfat ile yeniden yükseltgenir. Formül II.26.


Keratin – S – S – keratin + 2H à 2 keratin – SH


Keratin – SH + HS – keratin + O à keratin – S – S – keratin + H2O


Formül II.26


Tekstilde yünlü materyallerin biçimlendirilmeleri fiksaj olarak isimlendirilir. Yünlü işletmelerinde önemli bir bitim işlemidir.

5- Dayanıklılık : Yün oldukça dayanıksız bir liftir. Az miktarda hidrojen bağı oluşturmasından dolayı gerileme direnci ve kopma mukavemeti düşüktür. Yün ıslandığında dayanıklılığı daha da azalır. Çünkü su molekülleri polimerdeki hidrojen bağlarının kopmasına ve amorf bölgelerdeki tuz bağlarının hidrolizine sebep olur.

Pamuk ve keten gibi bitkisel elyafla karşılaştırıldığında onlardan daha dayanıksızdır.

6- İncelik : Yün liflerinde incelik çok önemlidir ve lifin kalitesini belirler. İncelik ‘s derecesi ile ifade edilir. Bu birim en düşük 32’s ve en yüksek 80’s olmak üzere sıralanabilir. Liflerin ‘s derecesine göre mikron ( m=1:10000cm) olarak kalınlıkları tablo 2.5’de verilmiştir.


80’s................18,8 mikron 50’s.............30,5 mikron

70’s................19,7 mikron 48’s.............32,6 mikron

64’s................20,7 mikron 46’s.............34,0 mikron

60’s................23,3 mikron 44’s.............36,2 mikron

58’s................24,9 mikron 40’s.............38,7 mikron

56’s................26,4 mikron 36’s.............39,7 mikron
 


Tablo II.5.

Listeden de görüldüğü gibi, ‘s derecesi arttıkça lifin inceliği de artar. İncelikleri bakımından yün lifleri beş sınıfa ayrılır.


a) Merinos yünleri : İnce yün tipi de denilen bu yünler, anavatanı Avustralya olan ve merinos denilen bir cins koyundan elde edilir. Merinos koyunları yalnız yünü için yetiştirilir. Eti lezzetsizdir. En ince lifler bu hayvandan elde edilir. Kıvrımları fazla, keçeleşme özelliği yüksektir. Yumuşak tutumlu (tuşeli), aprelenme ve boyanma yeteneği fazla kumaşların yapımında kullanılır. 60-100’s inceliğinde olan merinos yünleri, dünyadaki yün üretiminin %40’ını teşkil eder.

b) Orta yün tipi : Bu yünler, ince yünler ile uzun yünler arasındadır. Kıvrımları azdır. Çeşitli koyun ırklarından elde edilir. Erkek ve kadın kumaşları ile battaniye yapımında kullanılır. 44-60’s derecesindedir.

c) Uzun yün tipi : Uzunluğu 18-23 cm arasında olan liflerdir. Orta yünlerden daha kalın ve parlaktır. 44-50’s derecesinde olup çeşitli İngiliz koyun ırklarından elde edilir. Palto ve pardösülük kumaşlar ile battaniye ve keçe yapımında kullanılır.

d) Crossbred (melez) yünleri : Bu yünler orta yün tipi inceliğindedir, fakat kıvrımları fazladır. Merinoslarla İngiliz yerli koyunlarının melezleşmesinden elde edilen koyunlardan üretilir. Genellikle kamgarn kumaş yapımında kullanılır. 50-60’s derecesindedir.

e) Halı yünleri : Dünyanın hemen hemen her yerinde yetişen çeşitli ırklara mensup koyun türlerinden elde edilir. Bu tip yünlerde ince, orta ve uzun lifler yanında köpek kıllarına da (kemp) rastlanır. Ucuz yönlü kumaşlar, döşemelik, battaniye ve keçe yapımında kullanılır.

Türkiye’de yerli koyun ırklarından halı tipi yünler elde edilir. En iyi kalite yerli yün, kıvırcık ve dağlıç türlerinden üretilir.


7- Nem Çekme Özelliği : Yün en fazla nem çeken elyaftır. Kendi ağırlığının yarısı kadar nem çekebilir. Bu bakımdan ticarette üzerindeki nem miktarı %16-18 olarak sınıflandırılmıştır. Yünün fazla miktarda nem çekmesinin nedeni yapısında amorf bölgelerin çok olması ve su moleküllerinin kolayca polimer zincirler arasına girebilmesidir. Bunun yanında yapıdaki polar peptid grupları ve tuz bağları da su molekülleri ile ilişkiyi arttırıcı olarak rol oynar.

Yün liflerinin en önemli özelliği nem çekme sırasında fazla miktarda ısı açığa çıkarmasıdır. Bu nedenle konfor ve sağlık bakımından kışın kullanılacak en uygun tekstil materyalidir.

Kuru havada yün üzerinde statik elektrik gelişir. Bunun nedeni, oluşacak statik elektriği dağıtmak için, kafi derecede su molekülü bulunmayışıdır.

Yün lifleri ıslatıldığında dayanıklılığının bir kısmını kaybeder, ancak gerilme kabiliyetinde artma görülür. Bunun nedeni su moleküllerinin polimer zincirler arasına girip, zincirler arasındaki etkileşim noktalarındaki kuvvetleri azaltmasıdır. Bunun snucu olarak elyafın çapı %18-20; boyu ise %1-2 kadar artar.


II.2.2.1.5. YÜN LİFİNİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ


1- Su etkisi : Keratine, su molekülleri, soğukta ve sıcakta farklı şekilde etkir. Bu etki, soğukta tuz bağlarının, sıcakta ise sistin bağlarının kopması şeklinde olur. Ancak, bu kopmadan sonra materyal kuruduğunda ve soğuduğunda yeniden molekül içi bağlar teşekkül eder. (Bak, biçimlenme yeteneği) sıcaklık arttıkça suyun etkisi de artar. 150 °C de basınç altında yün proteini hidroliz olur, peptid bağları kopar.

2- Atmosfer özelliği : Yün proteini yan gruplarda asidik (-COOH) ve bazik (-NH2) gruplar içerir. Bu gruplar tüm moleküle hem asidik hem de bazik özellikler kazandırır. Bu bakımdan yün, hem asitlerle hem de bazlarla reaksiyon verebilen amfoter bir maddedir. Bu özelliği, boyamada büyük kolaylık sağlar. Anyonik ve katyonik boyamaddelerle -iyonik bağlar yaparak- boyanır.

3- Asitlerin yüne etkisi : Yün asitlere karşı bazlardan daha dayanıklıdır. Seyreltik anorganik asitlerin çözeltileri ile muamele edilen yün, keratinin amfoter özelliğinden dolayı bir miktar asit absorplar. Genellikle 100 g yün, 80 ml HCl ile birleşir. Bağlanan bu asit, yünü su ile çalkalamakla giderilmez.


Yün-NH2 + HCl à yün-NH3 + Cl¯


Yünün ağırlığına göre %10’u geçmeyen asit miktarı seyreltik konsantrasyonlarda ve soğukta yüne etki etmez; dayanıklılıkta bir azalma görülmez. %80’e kadar derişik asit çözeltileri soğukta ve kısa bir sürede, yünün dayanıklılığını azaltır. Bu etki sıcaklık ve temas süresi artıkça artar. Dayanıklılıkta azalmanın sebebi, zincirler arasındaki karşılıklı bağların kopması ve tuz bağları ile peptid bağlarının hidrolizi sonucunda parçalanmasıdır.

4- Bazların yüne etkisi : Yün, baz çözeltilerinde kolayca çözünür. Bazlar yündeki yalnız tuz bağlarını değil, sistin köprülerini de etkiler; yünün mekanik özellikleri yanında keratinin yapısındaki kükürt miktarını da azaltır ve bazın konsantrasyonuna bağlı olarak bir miktar keratini çözündürür. Yündeki bu etkiler, bazın cinsine, sıcaklığa süreye ve konsantrasyona bağlı olarak değişir. Örneğin, karbonat tuzları ve amonyak gibi zayıf bazlar, sodyum ve potasyum hidroksitlerden daha az etkilidir. Sodyum karbonat, boraks ve sodyum heksametafosfat gibi zayıf bazik karakterdeki temizleyici maddelerle güvenli bir şekilde çalışmak için 60 °C’nin üzerine çıkılmamalıdır. Bozunma, özellikle yüksek sıcaklıklarda daha çabuktur. %3’lük sodyum veya potasyum hidroksit çözeltisinde kaynatılan yün, derhal ve tamamen çözünür. Peptid bağlarının kopması sonucunda keratin, aminoasitlere kadar parçalanır.

Yün-CO-NH-yün + NaOH à yün-COONa + yün-NH2

5- Tuzların yüne etkisi : Alkali ve toprak alkali metallerin nötral tuzları yün tarafından az miktarda absorplanır. Bu tuzların sulu çözeltilerinin de etkisi aynıdır. Tuz çözeltisinin konsantrasyonu %5’i aştığında kaynar çözeltilerde ve uzun sürede, yün kısmen bozunur. Bir miktar keratin çözünür ve dayanıklılık azalır. Ca ve Mg iyonları içeren sert sularla kaynatıldığında yünde sararma olur.

6- İndirgenlerin etkisi : Yün, bazik ortamda indirgenlerden kolaylıkla etkilenir. Sodyum sülfürle( Na2S) yünde şişme meydana gelir. Lifin çapı artarken boyu kısalır. %1’lik sodyum sülfür çözeltisi ile 65 °C’de, yüksek sıcaklıkta 0,1 N NaOH ilavesi ile veya ilave edilmeksizin yünde oldukça fazla bozulma meydana gelir. 30 dakika sonra yün ağırlığının %50’sini kaybeder; bunun yanında kükürt içeriği %3,16’dan %3,04’e düşer. İki saat sonra bu değer %2,77 olur.

Sülfit asidi(SO2nin sudaki çözeltisi) ve sodyum hidrojen sülfit (NaHSO3) ile disülfür bağları parçalanır.


Yün-S-S-yün + NaHSO3 à yün-SH + yün –S-S- SO3Na


%5’lik sodyum hidrojen sülfit çözeltisi ile 30 dakika kaynatıp, daha sonra yıkama ve kurutma uygulanırsa, sistin ve tuz bağlarının kopmasından dolayı polimer zincirin başlangıçtaki uzunluğunun %30’u kaybolur. Bu şekilde indirgenmiş yünün, yeniden yükseltgenmesi ile kimyasal biçimlendirme yapıldığı daha önce anlatılmştır.

7- Yükseltgenlerin etkisi : Yünün ağartılmasında kullanılan yükseltgen maddeler, lifin özelliklerini ve bileşimini değiştirici yönde etki eder. Ortamda ışık ve hava oksijeni olması etkiyi arttırır; sistin bağları hidrolitik bozulmaya uğrar.


O

O2 ║

Yün-S-S-yün à yün-S-S-yün

O (I)


(I) + H2O à yün + SO3H + yün – SH

 

50 °C de %3’lük H2O2 ile işlem görmüş yünde, elementlerin birbirlerine karşı oranları sabit kalır. Bu koşullarda hidrojen peroksit ile üç saatten daha fazla süre muamele edilen yünde bir dayanıklılık azalması gözlenir. Ancak ortalama bir miktar alkali ilavesi oksidasyona sebep olur; fiziksel özelliklerde değişme ve kükürt içeriğinde azalma görülür.

Yün halojenlerden de yükseltgenerek etkilenir. Özellikle hipoklorit (NClO) asiti ile kloromin bileşikleri oluşur. Bu bileşiklerin meydana gelmesiyle yünde sararmalar görülür. Bu nedenle klorlu yükseltgenler, yünün ağartılmasında kullanılamaz.


Yün-CH-CO-NH-yün + HClO à yün-CH-CO-NH-yün

| |

NH2 NHCl


8- Yüne ışığın etkisi : Uzun süre ışık altında kalan yün lifleri kırılgan ve gevşek bir hale gelir. Boyar maddelere karşı ilgisi azalır. Renginde sararma görülür. Bunun sebebi UV ışınlarının peptid ve disülfür bağlarına etki etmesidir.

9- Yüne ısı etkisi : Yün 100-105 °C de uzun süre tutulduğunda bileşiminden su kaybeder; sert ve dayanıksız bir hal alır. Daha yüksek sıcaklıklarda ısıtıldığında, bozunma başlar; amonyak ve hidrojen sülfür gazları çıkar. Yün yakıldığında yanık boynuz kokusu duyulur. Nontermoplastiktir.


II.2.2. KIL KÖKENLİ DİĞER LİFLER


KEÇİ TÜRÜ HAYVANLARDAN ELDE EDİLEN LİFLER


II.2.2.3. TİFTİK(Moher)


Ankara keçisinin uzun, parlak ve yumuşak kıllarından elde edilir. 130 yıl kadar önce Orta Anadolu’da yetiştirilen tiftik keçileri ile Anadolu, dünya piyasalarında bir numaralı üretici idi. Türkiye bu özelliğini 1950’li yıllara kadar koruyabilmiştir. Günümüzde tiftik üretiminde; ABD birinci, Türkiye ikinci, Güney Afrika Cumhuriyeti de üçüncü sırayı alır. Tiftik endüstrisinde ise İngiltere, 1839 yılından beri liderliğini sürdürmektedir.


II.2.2.3.1. FİZİKSEL YAPISI


Yünde olduğu gibi, kütikül(epiderm), korteks ve medüla tabakalarından yapılmıştır. Kütikül tabakasındaki örtü hücreleri, yünde olduğu gibi kalkık şekilde değildir; pullar geniş ve ince yapılıdır. Bu özellik, tiftiğin yünden çok daha parlak olmasını sağlar. İpek gibi parlak ve yumuşak liflere sahiptir. Pulların yapısından dolayı yün kadar çekmez ve keçeleşmez. Korteks tabakasında ise yine yünde olduğu gibi ortokorteks ve parakorteks ücreleri bulunur. Ortokorteksin oranı parakorteksten daha fazladır. Bu nedenle kıvrımların sayısı daha azdır. İnce lifler, kaba liflerden daha kısadır. Moher lifleri uzunlukları bakımından üçe ayrılır:

11-15 cm boyundaki liflere kısa lifler

15-23 cm boyundaki liflere orta lifler

23 cmden uzunlara da uzun lifler denir.

Renkleri beyazdan açık krem rengine kadar değişir.

 

II.2.2.3.2. KİMYASAL YAPISI VE ÖZELLİKLERİ


Tiftik liflerinde de protein olarak keratin vardır. Pulumsu yüzeyinin ince olması nedeniyle, kimyasal reaktiflere karşı yünden daha fazla duyarlıdır.

Kamgarn ve strayhgarn işlenebilir. Yünle karıştırılarak kullanılabildiği gibi yalnız olarak, döşemelik kumaşlar, kadın ve erkek kumaşları, örme dokumalar ve battaniyeler yapılabilir.


II.2.2.4. KAŞMİR


Orta Asya’da Tibet ve Keşmir’de yetişen keçi türünde bir hayvan olan Keşmir keçisinden elde edilir. Hayvanın kıl örtüsü, farklı iki tür kıldan oluşmuştur. Üstte kaba kıllar ve altında ince yünler bulunur. Kıllar, haziran aylarında hayvandan yolunmak ve taranmak suretiyle alınır. Bir hayvandan ancak 200-250 g lif alınabilir. Bu bakımdan oldukça pahalı bir elyaftır.

Fiziksel yapıları merinos yünlerine çok benzer. Pulumsu yüzey, korteks ve medüla tabakalarından oluşmuştur. Lifler, beyaz, sarı, bej, açık ve koyu kahve renklerinde olabilir.

Üstteki kaba kıllardan ip, çuval ve kilim yapımında yararlanılır. İnce lifler ise, yumuşak kumaşların yapımında kullanılır. Kaşmirden yapılan ve yerel giysilerde kullanılan şal, atkı ve kuşaklar ünlüdür. Günümüzde ince yünlü kadın kumaşları ve ipek-kaşmir kadifelerinin yapımı için kullanılmaktadır. Birçok kumaşta kaşmir lifleri olmadığı halde bu adla anılmaktadır. Ayrıca kaliteli kumaşların yapımında diğer liflerle de karıştırılmaktadır. En iyi kalite kaşmir lifleri, Çin, ve Moğolistan’da elde edilir.


II.2.2.5. KEÇİ KILLARI


Adi keçilerin kılları kaba ve kıvrımsızdır. Bu yüzden kumaş dokumada kullanılmaz. Genellikle siyah ve kahverengi, nadiren beyaz ve gri olur. Kıl çuvallar, yem torbaları, çadır bezleri ve kilim dokumaları yapılır.


DEVE TÜRÜ HAYVANLARDAN ELDE EDİLEN LİFLER


II.2.2.6. DEVE TÜYÜ


Evcil bir hayvan olan devenin kıl örtüsünden elde edilen liflere deve tüyü veya kamel denir. Devenin kıl örtüsünden tekstilde yararlanma fikri ilk defa Hindistan’da görevli bir İngiliz subay tarafından düşünülmüş ve uygulamaya konularak kumaş haline getirilmiştir. Asya ve Afrika’da yaşayan bir hayvan olan deveden elde edilen deve tüyünün başlıca alıcısı İngiltere’dir. Deve, Türkiye’nin güney bölgelerinde bulunur; ancak yününden yararlanılmaz.

Devenin derisi üzerinde iki farklı kıl örtüsü vardır. Üst tabaka kaba kıllardan, alt tabaka ise ince tüylerden oluşmuştur. Alttaki ince kıllar, deve tüyü olarak adlandırılır ve ekonomik değeri çok yüksektir. Devedeki kıl örtüsü ilkbahar ve yaz başlarında kendiliğinden dökülür. Dökülen bu kıllar hayvanın gezindiği ve oturduğu yerlerden toplanır. Toplanan lifler, taraklama yoluyla kalın ve ince olmak üzere ayrılır. Kaba lifler heybe, urgan, çadır bezi yapımında kullanılır. İnce olanlardan ise özel elbiselik ve paltoluk kumaş yapılır.

Deve tüyünün rengi çeşitli bölgelere göre değişir. Açık kahve renkli olan kumaşların çoğu deve tüyü rengi olarak vasıflandırılır. Bu rengin ağartılması mümkün değildir. Zaten rengi, deve tüyünün bir özelliği olduğundan ağartmak gerekmez; kendi renginde kullanılır. Soğuk ve sıcağı geçirmediğinden kışlık kumaşların yapımı için idealdir. Aynı zamanda su itici özelliği de vardır.

Dünya piyasasında deve tüyü üç ayrı kalite olarak satılır. En iyi kalite birinci kalitedir ve hayvanın göğüs tüylerinden elde edilir.

 

II.2.2.7. ALPAKA


Güney Amerika’da yetişen deve türü bir hayvan olan alpakadan elde edilen lifler de aynı adı taşır. Kıllar hayvandan kırkım yoluyla elde edilir. Görünüş bakımından tiftik yünlerine benzer. Beyazdan kahverengi siyaha kadar giden renklerdedir. Doğal renkleri ile kullanılan alpakanın en değerli olanları, nadir bulunan kahve ve siyah renklileridir. Kammgarn ve strayhegarn olarak işlenip, kazak, elbiselik kumaşlar ve iç çamaşırları yapılır.

 

II.2.2.8. LAMA


Deve türü bir hayvan olan lamadan alpakaya göre daha kalın ve uzun kıllar elde edilir. Genellikle kahverengi olan elyaf doğal rengiyle kullanılır. Kammgarn ve strayhegarn olarak işlenip kalın kumaşlar dokunur.

 

II.2.2.9. VİCÜNA


Güney Amerika’da yetişen yabani bir hayvandır. Kıl örtüsü çok ince, yumuşak ve parlaktır. Bu iyi özellikleri yanında hayvan avlanma ile elde edildiğinden ticari değeri çok yüksektir.

 

DİĞER HAYVANLARDAN ELDE EDİLEN LİFLER


II.2.2.10 TAVŞAN TÜYÜ


Tavşanlardan elde edilen tüylerin tekstilde kullanımı, 1920’li yıllara rastlar tavşan tüylerin en kalitelisi Ankara tavşanı türünden elde edildiğinden, angora olarak da isimlendirilir.

Tavşan derisi üzerinde uzun ve kaba kılların altında ince ve yumuşak tüyler vardır. Hayvandan tarama, yolma veya kırkma yoluyla elde edilir. Bir tavşandan yılda 200-400 g gibi az bir miktar elde edilmesi yanında yumuşaklığı, sıcak ve soğuk geçirgenliğinin azlığı nedeniyle ticari değeri yüksektir. Dayanıksız olması sebebiyle yalnız başına kullanılmaz. %30-40 tavşan tüyü ve %60-70 yün ile karıştırılır. Örgü iplikleri, örgü kumaşlar ve fmtr kumaş yapımında kullanılır.

 

II.2.3. SALGI KÖKENLİ LİFLER


II.2.3.1. DOĞAL İPEK


Doğal ipek, Doğu Asya ile bazı Akdeniz ülkelerinde yetişen bombyx mori adı verilen ipek böceğinin ürünüdür. M.Ö. 2000 yıllarında ipek Çin’de biliniyordu ve dünyaya buradan satılıyordu. İpekten dokunmuş kumaşlar Yakın Doğu üzerinden (ipek yolu) Avrupa’ya taşınıyordu. Çinliler ipekböceğinden ipek üretimini M.S. 5.yy’a kadar sır olarak sakladılar. Bu tarihlerde Bizanslı iki rahip ipekböceği yumurtalarını bastonları içinde Çin’den kaçırıp Anadolu’ya getirdiler. Bundan sonra ipiek üretimi hızla yayıldı.1850-1900 yılları arasında Anadolu’da ipek üretimi en parlak dönemini yaşamıştır. O tarihte yıllık yaş koza üretimi 13000-19000 ton arasında değişmekte idi. 1900’lü yıllarda ipekböceğine karataban adı verilen bir hastalık musallat olmuş ve üretim büyük ölçüde düşmüştür. Bilimsel yollarla yapılan hastalık mücadelesi de çok başarılı olamamıştır. Günümüzde az da olsa Bursa ve çevresi başta olmak üzere ipekböceği üretimi yapılmaktadır. Türkiye’deki ipek üretimi hakkında bir fikir verme bakımından 1977’deki yaş koza üretiminin 1300 ton olduğu ve bu miktarın dünya üretiminin yaklaşık %0,5’ini içerdiği bilinmektedir. Bu miktarla bile Türkiye dünyadaki başlıca ipek üreticisi ülkeler, Çin, Hindistan, İtalya, İspanya, Fransa, İran, Yunanistan, Suriye ve Bulgaristan arasında yer alır.

 

II.2.3.1.2. İPEĞİN FİZİKSEL YAPISI

 

İpeğin enine kesiti incelendiğinde iki ayrı yapı görülür.

Orta kısımda iki ayrı bezden salgılanan iki ayrı bölüm halinde fibroin maddesinden oluşmuş lif kısmı; dışında ise hem iki bölümü birbirine yapıştıran hem de tüm lifi kaplayan serisin adı verilen yapışkan bir madde vardır. Bu yapışkan madde life dik, sert ve donuk bir görünüm verir. Bu nedenle ham ipek donuk ve serttir. Rengi sarımsı beyazdır. Bu sarımsı renk, büyük ölçüde karoten, ksantofil ve bitkisel pingmentlerden ileri gelir.

İpek filamentleri doğal lifler içinde en uzun olanıdır. Kozadaki ipek filamentinin uzunluğu 1000-3000 m arasında değişir. Bir kozadan koparılmaksızın 600 m kadar filament elde edilir. Ham ipeğin çapı 12 μm ile 30 μm arsında değişir. Bu değerler filamentin, kurtçuk tarafından uniform bir şekilde üretilmediğini gösterir. Kozanın dışından alınan lifler, çok daha kalın; içtekiler (daha sonra salgılananlar) ise daha ine ve uniformdur. Ham ipekte incelik ortalama 1,8-3 denier’dir. Serisini uzaklaştırılmış ipekte ise bu değer 1,3 denier’dir.


II2.2.3.1.3. İPEĞİN KİMYASAL YAPISI


Ham ipeğin kimyasal bileşimi üretim koşullarına ve böceğin kaynağına göre değişir. Genellikle bileşim, Tablo II.6’daki değerleri gösterir.

 

 

Fibroin………………………% 63-67

Serisin……………………….% 22-25

Su……………………………% 7-11

Vaks…………………………% 0,5-1

Anorganik mad……………...% 1-1,7

 

Tablo II.6


Fibroin :

İpekte ana madde olan fibroin, suda çözünmeye ve ipliksi yapıda bir proteindir. Molekül ağırlığı 80000-100000 arasındadır. Kimyasal bileşiminde toplam onaltı aminoasit bulunur. Bunların %80’ini alanin, glisin ve serin oluşturur. Fibroin proteinini oluşturan başlıca aminoasitler Tablo II.7’de verilmiştir.

 

Glisin……………………………….% 42,8

Alanin………………………………% 33,5

Serin………………………………..% 16,2

Tirosin……………………………...% 12,8

Aspartik asit………………………..% 2,8

Glutamik asit……………………….% 2,2

Valin………………………………..% 3,2
 

Tablo II.7


Fibroin aminoasitleri içinde kükürt içerene rastlanmaz bu nedenle polimer sistemde disülfür bağları yoktur. Polimer zincirleri, birbirlerine sıkıca bağlı bir yapıdadır ve bu yapı birbielerine komşu zincirlerin –NH-CO- grupları arasında hidrojen bağları ile sağlanır. Ayrıca, yan bağlardaki asidik ve bazik gruplar da çapraz tuz bağları oluşturur. Yapısında basit aminoasitlerin (alanin ve glisin) oranının fazla olması; ß-şeklinde bulunmasına sebep olur. ß-şeklindeki fibroin zincirleri, kalanmış durumda bulunurlar. Bu yapı, kristalin bölge oluşturma olasılığını arttırır. Gerçekten de ipekte %65-70 oranı ile kristalin bölgeler yüne nazaran oldukça fazladır. Polimer zincirler arası çekim kuvvetleri H-bağları ile sağlanır.


Serisin :

İpekte bulunan ikinci protein maddesi serisindir. Lifin temel maddesi olan fibroinin üzerini kaplayan, suda, asidik ve bazik çözeltilerde çözünebilen bir maddedir. Ham ipekten, pişirme veya zamk çıkarma işlemi denilen bir işlemle uzaklaştırıldığında, ipek parlak ve yumuşak bir görünüm alır.

Serisin bileşimindeki başlıca aminoasitler Tablo II.8’de verilmiştir.

 

Glisin…………..………………………….% 1,1

Alanin……………………………………..% 10,1

Serin……………………………………….% 33,9

Tirosin……………………………..............% 3,8

Aspartik asit…………………………….….% 9,0

Glutamik asit……………………………….% 2,5

Tironin………………….………………. ..% 8,9

Arginin…………………………………..…% 3,8
 


Tablo II.8.

Vakslar :

İpekten eterle ekstrakte edilebilen maddeler, genellikle vaks yapısındadır. Bunun yanında eser miktarda 25’den büyük karbon sayısında parafinler vardır.

 

II.2.3.1.4. İPEĞİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ


İpekte nem çekme özelliği çok yüksektir. Ancak kristalin bölge oranının fazlalığı sebebiyle, yün kadar çok nem çekmez. Islaklık hissi duyulmaksızın %30’a kadar nem çekebilir. Bu nedenle ticarette kuru ağırlığının %11’i kadar mutlak nem kabul edilebilir. Islandığında dayanıklılığının %15’ini kaybeder. Nem çekme hızları karşılaştırıldığında, ipek yünden daha çabuk nem çeker. Çünkü üzerinde yündeki gibi nem çekmeyi engelleyici pulumsu bir tabaka yoktur.


Hayvansal lifler içinde en dayanıklı olanıdır.koparılmaksızın %10-25 gerilebilir. Ancak ipek, elastik özellikten çok plastik olarak kabul edilir. Çünkü fazla kristalin olan yapısı polimere hareket imkanı vermez. Bu hareket daha çok amorf bölgede olur. İpekli tekstil materyali aşırı derecede uzatılırsa hemen bu gerilmiş durumu alan ipek polimerleri birbiri üstünde kayar. Germe işlemi çok sayıda H-bağlarını koparır. Kuvvet kaldırıldığında, polimerler orijinal durumuna dönmez; yeni durumunda kalır. Bu durum ipeğin polimer sisteminin düzenini bozar ve ipekli materyal, bükülmüş, buruşmuş şekilde kalır.

Elektrik iletkenliği çok kötüdür. Bu yüzden elektrik kablolarının sarılmasında kullanılır. Bu özelliğine bağlı olarak sürtme ile elektriklenir.

Kristalin bölgelerin fazlalığına rağmen ipek filamentlerinin tuşesi yumuşaktır. Çünkü filamentlerin yüzeyi düzgün ve pürüssüzdür.

Ham ipeğin özgül ağırlığı, 1,30 – 1,37 g/cm3 değerindedir.

 

II.2.3.1.5. İPEĞİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ


Fibroin, alkol, eter gibi organik çözücülerde çözünmez. Bunun yanında suda da çözünmez. Ancak su ile bir şişme gösterir. Bu şişme, 18°C de %30-35 su alarak çapında %16-18’lik bir artma şeklinde gerçekleşir. Bu koşullarda lifte %1,2’lik bir uzama görülür. Havadan nem absorplaması da bir şişme ile el ele gider. Şişme, asidik ve bazik çözeltilerde daha da fazla olur. Bazik çözeltilerde oluşan şişme olayında geriye dönüş yoktur.

Asitler ipeği yünden daha fazla bozundururlar. Asitlerin ipekle yünden daha kolay reaksiyon vermelerinin sebebi, yapılarında yüne benzer bir çapraz disülfür kovalent bağı bulunmasıdır. Kuvvetli asitler, fibroindeki peptid bağlarını hidrolitik parçalama ile koparır.

Fibroin, asitlere karşı bazlardan daha dayanıklıdır. Kuvvetli asitlerin seyreltik çözeltileri ipekte herhangi bir bozulmaya sebep olmaz. Yüksek sıcaklıklarda ve yüksek konsantrasyonlarda etki artar. Örneğin soğukta bile derişik sülfirik asit ve hidroklorik asitte ipek, çözünür. Asitlerin etkisi büyük ölçüde çözeltilerin pH’ına ve temperatüre bağlıdır. Yukarıdaki denklemde görüldüğü gibi, hidroliz reaksiyonu ile aminoasitlerde parçalanır. İpek, organik asitlerden de etkilenir. Asetik, oksalik, formik ve laktik asitler ipekli kumaşa parlaklık ve özel bir tutum (hışırtı) verirler. Bu asitler, bu nedenle ipeğin terbiye işlemlerinde kullanılır. Bu işleme avivaj denir.

Bazik çözeltiler soğukta ipek filamentinde şişme meydana getirir. Bazik çözeltilerle etkileşim, daha yüksek sıcaklıklarda ve uzun sürede bozunmaya dönüşür. İpek polimerlerini çapraz balarla birbirine bağlayan tuz bağları ve H-köprüleri kolayca hidroliz olur ve kopar. Polimer zincirlerin birbirinden ayrılması ile ipek filamenti bazik çözelti içinde çözünür hale gelir. Daha uzun süre bazik çözelti içinde kalan ipek polimerlerinde peptid bağları da hidroliz olur ve polimer tamamen aminoasitlere parçalanarak çözünür. %5-7’lik NaOH çözeltilerinde birkaç dakika kaynatmakla tamamen parçalanıp çözünür. İpek daha az oranda amonyak çözeltisi, soda, sodyum fosfat çözeltisi ve hatta sodalı sabun çözeltilerinden bile zarar görür. Bu etkiler sıcaklık derecesi arttıkça artar.


OH¯

Fibroin – NH – CO – fibroin + H2O à fibroin – NH2 + fibroin - COOH


Formül II.25.


Kalsiyum, baryum, stronsiyum katyonlarının bazı tuzları ile çinko klorürün derişik çözeltilerinde, fibroin sınırsız şekilde şişer ve viskoz bir çözelti oluşur.

Hipoklorit ve klor çözeltileri, düşük konsantrasyonlarda bile fibroini bozundurur. Diğer proteinlere benzer şekilde önce kloromin oluşumundan dolayı sararma; daha ileri reaksiyonla da zincirleme parçalanma görülür. İpek ağartılmasında kullanılan hidrojen peroksit çözeltileri ise fibroin üzerinde kuvvetli bir etki yapmaz.

İpeğe ışık da etki eder. Işık etkisi altında hava oksijeni ile bir fotokimyasal oksidasyon reaksiyonu meydana gelir. Asitler, bazlar, bakır, kalay, kurşun ve özellikle demir tuzları bu reaksiyonu kataliz eder.

İpek ısıya karşı yünden daha duyarlıdır. İpekte mevcut olan peptid, tuz ve hidrojen bağları 100°C nin üzerindeki sıcaklıklarda kopmaya eğilimlidir. Yandığında karakteristik yanık saç veya kıl kokusu duyulur.


II. KİMYASAL (YAPAY) LİFLER


Yeryüzünde nüfus arttıkça, doğal lifler, insanların ihtiyacına yetmemeye başladı. Bu nedenle insanlar, gereksinmeleri olan lifleri belli ölçüde kendileri elde etmeyi düşündüler. Bu husustaki ilk fikir, 1664 yılında İngiliz R. Hooke tarafından ortaya atıldı. Daha sonra, 1710 yılında Fransız R.A. Réaumur, reçine ve vernik kullanarak bir filament elde etmeyi tasarladı. Ancak kimyasal olarak elyaf yapımında ilk ciddi adım 1855’de İsveçli G. Audemars’ın selüloz nitratı keşfetmesiyle atılmış oldu. Bu konuda üzerine yapılan birçok araştırma Chardonnet tarafından sonuçlandırılmıştır. Chardonnet, ipekböceğinin hastalıkları üzerine araştırmalar yapan Pasteur’un öğrencisi idi. Chardonnet, ipekböceğinin ipek filamentini üretimine benzeterek, suda çözünen selüloz nitratı ince, deliklerden basınçla verip, bir taraftan da kurutarak selüloz nitrat filamentlerini elde etti. Selüloz nitratın çok kolay alevlendiği göz önüne alınarak filamentleri amonyum sülfür ile denitrate etti. Bu ürün, 1890 yılında Paris Fuarı’nda ilk kimyasal elyaf olarak sergilenmiş oldu. Bu yolla imal edilen yapay liflere benzerliği nedeniyle ve üreticisinin adına Chardonnet ipeği adı verildi.

1920’li yıllarda Staudinger, sentetik (sentez yolu ile elde edilen) polimerler üzerinde çalışmaya başladı. Bu çalışmalarla birlikte polimerler hakkında daha geniş bilgiler elde edildi. Bunun yanında çok sayıda yeni polimer sentez edildi. Yapılan çalışmalar sonucunda, sentetik bir polimerden üretilen ilk sentetik elyaf 1938 yılında tüketiciye sunuldu.

Tam yüzyıllık bir geçmişi olan kimyasal lifler üzerindeki araştırmalar günümüzde halen devam etmektedir. Bu araştırmalarla iki ayrı ana sınıfta inceleyebileceğimiz çok sayıda lif türü elde edilmektedir. İnsanlar tarafından yapılan ve yapay lif adını da verebileceğimiz kimyasal lifler, hammaddesinin kaynağına göre iki ana sınıfa ayrılır.


1- Rejenere Lifler : Elyafın ana maddesini oluşturan polimerler, doğal kaynaklardan polimer bileşikler halinde elde edilip, bir takım fiziksel ve kimyasal yöntemlerle lif haline getiriliyorsa rejenere lifler olarak adlandırılırlar.

2- Sentetik Lifler : Elyafın ana maddesi ola polimer, bazı kimyasal maddelerden sentez yoluyla elde ediliyorsa sentetik lifler olarak adlandırılmaktadır.

3- Yapay Anorganik Lifler : Yapısı anorganik olan maddelerden insan eli ile elde edilmiş liflerdir. Cam lifleri ve metalden çekilmiş bu tür liflere yapay anorganik lifler denir.


KİMYASAL LİFLERİN ELDE EDİLMESİ


Kimyasal liflerin elde edilmesinde prensip, ipekböceğinin ipek filamentlerini üretmesine benzer. İpekböceğinde olduğu gibi sıvı haldeki polimer madde, ince bir delikten katı hale gelebileceği bir ortama verilir. Kimyasal lif üretiminde üç koşul gereklidir

a) Kullanılan polimer sıvı halde olmalıdır.

b) Sıvı polimer ince deliklerden sabit basınç altında püskürtülmelidir.

c) Deliklerden çıkan sıvı polimerin filament halinde katılaşabileceği bir ortam bulunmalıdır.

Bu prensipler uygulanarak üç farklı yöntemle yapay lif üretilir:

1) Yaş-eğirme

2) Kuru-eğirme

3) Yumuşak-eğirme


1) Yaş-eğirme yöntemi : Bu yöntemde polimerin uygun bir çözücü içindeki çözeltisi hazırlanır. Bu çözelti, bir koagülasyon banyosu içinde bulunan spinneret (düze,nozül) başlığına bir pompa yardımıyla sabit basınç altında gönderilir. Spinneret başlığının bulunduğu banyoya koagülasyon banyosu denmesinin sebebi, polimerin bu banyo içinde pıhtılaşması yani koagüle olmasıdır. Polimer çözeltisi ince deliklerden filament şeklinde çıktığından bu biçimde pıhtılaşır ve çöker. Koagülasyon banyosunun yapısı, polimeri çözelti halinden katı hale getirecek şekilde hazırlanır. Örneğin, bazik çözeltilerde çözünüp asitlerde çözünmeyen bir polimer maddenin bazik bir çözeltisi hazırlanır; koagülasyon banyosu olarak da polimerin çözünmediği bir asidik çözelti seçilir.

Spinneret başlıkları, üzerinde elde edilecek filamentin çapı büyüklüğünde bir veya birkaç delik bulunan başlıklardır. Tek delikli bir spinneretten “monofilament” veya kısaca “monofil” denilen bir tek filament; çok delikli spinneretten ise “multifilament” veya “multifil” denilen filamet demeti elde edilir.

2) Kuru-eğirme yöntemi : Bu yöntemde, polimer çözeltisini hazırlamak için kullanılacak çözücü maddenin kolay uçucu, yani kaynama noktası düşük bir madde olması gerekir. Böyle bir çözelti ince deliklerden sabit basınç altında ve içinden sıcak hava akımı geçen odalara püskürtülürse, çözücü kolayca buharlaşır; geriye filament şeklinde biçimlenmiş polimer madde kalır.

Bu yöntemde, çözücü olarak kullanılacak maddenin kolay uçucu olması yanında kolay bulunan, ucuz ve tutuşmayan cinsten olması tercih edilir. Spinneret başlığından çıkan polimerin sıcak havadan etkilenmesi durumunda sıcak hava yerine sıcak doymuş buhar veya sıcak azot gazı kullanılır.

3) Yumuşak-eğirme yöntemi : Herhangi bir çözücüde çözünmeyen termoplastik özelliğine sahip polimerler yumuşak-eğirme yöntemi ile filament haline getirilirler. Bu yöntemde granül (çips) halindeki polimer parçaları, erime noktası üzerindeki sıcaklığa ısıtılarak eritilip sıvı hale getirilir. Erimiş polimer bir pompa yardımıyla sabit basınç altında spinneret başlıklarından, içinden soğuk hava akımı geçen odalara püskürtülür. Erimiş polimer, soğuk odalarda filament halinde katılaşır.

Polimeri eritmek için yüksek sıcaklık derecelerine ısıtmak gerekir. Bu sıcaklılarda polimer hava oksijeni ile etkilenip bozunduğundan, sistemde soğutucu olarak hava yerine inert bir gaz olan azot gazı kullanılır.

4) Germe-çekme işlemi : Bu üç yöntemden biriyle elde edilmiş filamentler, taşıdığı özellikler bakımından henüz tekstilde kullanılmaya uygun değildir. Polimerin, sıvı halden katı hale ani olarak geçmesi, molekül zincirlerinin karmaşık olarak düzenlenmesine sebep olur. Kısa süre içinde polimer zincirlerinin kendi kendine düzenlenerek kristallenme meydana getirmesi beklenemez. Tekstil liflerinde ise, amorf ve kristalin bölgelerin belli oranlarda birlikte bulunmaları bazı özellikler bakımından gereklidir. Lifin içinde yalnız amorf bölgelerin olmaması, bir miktarda kristalin bölgenin teşekkül etmesi için katılaşma süresini uzun tutmak da yeterli olmaz. Lifin yapısındaki kristalin bölgeleri arttırmak, bunun sonucu olarak da filamente gerekli bazı özellikleri sağlamak üzere germe-çekme işlemi uygulanır.

Germe-çekme işleminde filamentler, boylarının 3 ile 10 katı (%300-1000) uzatılır. Bu uzatma sırasında filament incelir; iç yapıdaki polimer zincirleri elyaf ekseni boyunca yönlenir ve birbirine paralel hale geçer. Paralelleşen polimer zincirleri arasında, kimyasal ilişki sonucunda kristalin bölgeler oluşur.

Germe-çekme işlemi yapılmamış iki lifin boyuna kesitleri mikroskop altında incelendiğinde, iç yapıdaki polimer zincirlerin önce karmaşık ve amorf karakterde olduğu; germe-çekme uygulandıktan sonra ise lif boyunca yönlenen kristalin bölgelerin oluştuğu gözlenir. Bu işlemle filamentin dayanıklılığı artar.

Germe-çekme işlemi, filamenti hızları farklı iki silindir arasından geçirmek sureti ile yapılır. Filament her iki silindire kaymayı önlemek üzere birkaç kez sarılarak yerleştirilir. Filamentin önce sarıldığı silindirin hızı (v1), ikinci silindirin hızından (v2) daha küçük olmalıdır. Böylece ikinci silindirin daha hızlı oluşu ile silindirler arasındaki bölgede filament boyu uzayarak çekilir. Bu bölgeye çekim bölgesi denir. Filamentteki uzama miktarı hız farkı ile doğru orantılıdır. İkinci silindirin hızı birinciden ne kadar fazla ise uzama o oranda fazla olur. Germe-çekme işlemi soğukta yapılabildiği gibi, silindirler veya çekim bölgesi ısıtılarak sıcakta da yapılabilir.


II.1. REJENERE LİFLER


Rejenere lifler, daha önce de belirtildiği gibi doğada bulunan lineer yapıdaki bazı polimerlerin, fiziksel ve kimyasal yöntemlerle işlenerek lif haline getirilmesi ile oluşurlar. Kullanılan doğal polimerin kaynağına göre rejenere lifler beş sınıfa ayrılır;

a) Rejenere selülozik lifler

b) Selüloz esterleri

c) Rejenere protein lifleri

d) Alginat lifleri

e) Kauçuk elyafı


II.1.1. REJENERE SELÜLOZİK LİFLER


Lif üretiminde saf selülozun kullanıldığı lifler bu sınıfta yer alır. Bu tür liflerin elde edilmesi için doğadan selülozun saf halde izole edilmesi gerekir. Saf selüloz bu amaçla kullanıldığı gibi, ikinci rejenere lif grubu olan selüloz esterlerinin de hammaddesidir. Ayrıca iyi kalite kağıt yapımında da kullanılır.

Saf selülozun elde edilmesi :

Saf selülozu elde etmek için kaynak olarak, α-selüloz oranı yüksek kızıl çam, kayın, ladin, kavak gibi ağaçlarla pamuk linteri, ayçiçeği, keten ve kenevir sapları kullanılır (α-selüloz, selülozik maddenin %17,5-18’lik NaOH çözeltisinde çözünmeyen kısmıdır. Α-selülozun polimerleşme derecesi 2000’in üzerindedir.

Yukarıda belirtilen selüloz kaynaklarında selüloz saf halde bulunmaz. Linyin, hemiselüloz, pektin, pentozlar (sakkaritler) ile karışım halindedir. Bunlardan suda çözünenleri ayırmak kolay olsa bile, linyin ve hemiselüloz suda çözünmediğinden saflaştırma için kimyasal işlemler gereklidir. Bunun için dört ayrı yöntem kullanılabilir. Bnlardan ilk ikisi en çok kullanılanlardır.

1- Bu yöntemde selüloz elde edilmesinde odun talaşları, %6-8’lik NaOH çözeltisinde, 10 atm basınç altında, 170 ˚C de 3-6 saat süreyle ısıtılır. Bu sürenin sonunda selülozdan başka bütün maddeler suda çözünür. Çözünmeyen selüloz süzülerek ayrılır; yıkanır ve kurutulur. Bu yöntemle elde edilen selüloza “sud selülozu” adı verilir.

2- Saf selüloz üretiminde ikinci yöntemde, odun talaşları veya parçaları, Ca(HSO3)2 kalsiyum hidrojen sülfit çözeltisi ile ıslatılır. Bu çözelti 3-9 atm basınç altında 140-150 ˚C de 15 saat bekletilir. Selüloz dışındaki bütün maddeler çözünür. Selüloz b maddelerden süzülerek ayrılır, yıkanır ve tabakalar halinde kurutulur. Bu yöntemle elde edilen selüloz, “sülfit selülozu” adını alır.

3- 1 litrede 100 g NaOH + 30 g Na2S + 250 g Na2CO3 + 10 g Na2SO4 içeren bir çözeltide odun parçaları ile ıslatılır. 160-175 ˚C de 7-8 atm basınç altında 4 saat bekletilir. Bu sürenin sonunda çözünmeyen selüloz süzülüp ayrılarak yıkanır, kurulur.

4- Odun parçaları %4-5’lik NHO3 çözeltisinde 45 ˚C de birkaç saat tutulur. Bu yöntemle elde edilen selüloz, daha sonra asitliğini giderme üzere seyreltik NaOH ile çalkalanır.

Bu dört yöntemden biri ile ede edilen yıkanmış ve kurutulmuş selüloz, su ile karıştırılarak hamur haline getirilir. Bu hamura, odundan elde edildiği için odun hamuru veya kağıt yapımında kullanıldığı için kağıt hamuru adı verilir. Bu karışım kağıt yapımında veya yapay ipek de denilen rejenere lif yapımında kullanılır.

Kağıt hamuru, rejenere lif üretiminde ya saf selüloz yada selüloz esteri olarak kullanılır. Saf selüloz olarak lif yapımı için iki ayrı yöntem ile viskoz ipeği ve bakır ipeği elde edilir.

Rejenere selülozik liflerle esterlerine, ipeğe benzediklerinden ötürü, yapay ipek, suni ipek, gibi isimler verilir. Ayrıca Amerikan literatüründe rayon terimi de kullanılmaktadır.

II.1.1.1. BAKIR İPEĞİ


Tetraammin bakır hidroksit çözeltisinde çözünmüş saf selülozdan lif elde dilmesi için ilk patent, 1897 yılında Almanya’da alınmıştır. Ancak tekstilde kullanılacak hale getirilmesi için gereken germe-çekme işlemi, 1901 yılında uygulanıp ticari olarak üretilmeye başlanmıştır. Bakır ipeği için pamuk linteri kullanılacaksa önceden NaOH ile pişirilip ağartılır. Bu şekilde hazırlanmış pamuk linteri veya daha önce gördüğümüz yöntemlerle elde edilmiş kağıt hamuru, derişik CuSO4 bakır sülfat ve NaOH’dan elde edilen Cu(OH)2 çözeltisi ile karıştırılır. Formül III.1 ince küçük selüloz liflerinin tümü, açık mavi renkli bakır hidroksit ile iyice karışır.


CuSO4 + NaOH à Cu(OH)2 + Na2SO4


Formül III.1.

Bakır hidroksit ile karıştırılmış selüloz, üzerinde %40 su kalacak şekilde sıkılır. Bu sıkma sırasında vakumla havası alınır. Çünkü selüloz daha sonra ilave edilecek bazik amonyak çözeltisi ile hava oksijeninden yükseltgenerek bozunduğundan, lifler arasında kalan hava giderilmelidir. Suyu ve havası alınmış kütle derişik amonyak çözeltisi ile 24 saat karıştırılır. Selüloz üzerinde çökmüş bulunan bakır hidroksit ile amonyak, koyu mavi renkli tetraammin bakır hidroksit [Cu(NH3)4] (OH)2 çözeltisini oluşturur. Bu çözeltide selülozu lif yüzeylerinden başlamak üzere çöker. Meydana gelen mavi renkli çözelti %8-10 selüloz içerir. Elde edilen çözeltinin vakumla havası alınır; süzülür. Çözelti ince deliklerden (spinneret başlıkları) sabit basınç altında püskürtülerek; içinden aynı yöne doğru su akan borulara verilir.

Akarsu zayıf bir pıhtılaştırıcı görevi yanında kısmen koagüle olmuş selüloza hafif bir çekim de sağlar. Bu arada çözeltideki bakır katyonları ve amonyak da su ile sürüklenerek uzaklaşır. Yarı plastik halindeki filamentler %5’lik sülfirik asit ile hazırlanmış ikinci koagülasyon banyosunda sertleştirilir. Daha sonra filamentler germe-çekme işlemine yollanarak dağınıklılığı arttırılır.

Bakır ipeği, kimyasal yapı bakımından %100 selülozdan ibarettir. Bu nedenle doğal selülozik elyafın gösterdiği tüm özellikleri gösterir. Ancak üzerinde uygulanan kimyasal işlemler sonucu, polimerleşme derecesi düştüğünden doğal selülozik lifler kadar dayanıklı değildir. Ayrıca yapısındaki amorf bölge oranı da fazladır. Örneğin pamuk ve keten ıslandığında dayanıklılığı artma gösterirken bakır ipeğinin azalır.

Bakır ipeği görünüm olarak ipek filamentlerine benzer. Ancak mikroskop altında incelendiğinde, ipekten farklı olduğu görülür. Enine kesiti dairesel, boyuna görünümü ise düzgün yüzeyli ve silindiriktir.

Mukavemeti kuru iken 1,7-2,3 g/denier; ıslakken 1,1-1,3 g/denierdir. Boyama işlemlerinde, amorf bölgelerinin fazlalığından dolayı doğal selülozik liflere nazaran daha koyu tonlarda boyanır. Özgül ağırlığı 1,52’dir.

Doğal selülozik liflerle kıyaslandığında, sulu çözeltilerde kimyasal reaktiflerden daha fazla etkilenir ve daha fazla şişer. Bunun sonucu olarak da daha kolay bozunabilir. Bakır ipeğinin üretimi fazla masraflı olduğundan dünyada oldukça az miktarda üretilmektedir. Ancak çok ince kumaş, kurdela ve dantel üretimi için kullanılır. 250 ˚C’de erimeden yanar. Uzun süre güneş ışığında kalırsa bozunur ve dayanıklılığı azalır.

 

III.1.1.2. VİSKOZ İPEĞİ


Viskoz ipeği, Cross ve Bevan tarafından selülozun genel özelliklerini kapsayan bir araştırma sırasında 1892’de keşfedildi. Bu işlem, selülozun ksantat asidi tuzu üzerinden yapılır. Viskoz ipeği üretimi için daha çok pamuk linterleri veya ladin ağacından elde edilmiş odun hamuru kullanılır. Üretime geçmeden çnce, selüloz NaClO sodyum hipoklorit ile ağartılır.

Kağıt hamurundan viskoz ipeği üretimi aşağıdaki aşamalardan geçerek yapılır.

1- Kağıt hamuru %17,5-18’lik NaOH çözeltisi ile 19-20 ˚C de ısıtılır. 1-4 saat bekletilir. Bu sürede polimerleşme derecesi en yüksek olan α-selüloz dışında kalan ß-ve γ-selüloz ile hemiselüloz çözünerek ayrılır. α-selüloz ise NaOH ile reaksiyon vererek sud selülozunu oluşturur.


Sel-OH + NaOH à sel-O¯ Na+


Islatma süresi tamamlandıktan sonra selüloz üzerinde %300 çözelti kalacak şekilde bir sıkma verilir.

2- Elde edilen hamur kıvamındaki madde parçalanma makinelerine verilir. Parçalanma, bundan sonraki işlemlerin homojen olması için çok ince kırpıntılara ayrılıncaya kadar yapılır.

3- Kırpıntılar çelik kazanlara alınarak 21-23 ˚C de 3-4 gün hava temasında bekletilir. Ön olgunlaştırma denilen bu işlem sırasında selüloz, oksijen ile bazik ortamda zincir parçalanmasına uğrar. Burada amaç polimerleşme derecesini belli bir ölçüye kadar düşürmektir. P.D. 350-800 arasında olduğunda beklemeye son verilir. P.D.’si yüksek olursa, elde edilecek selüloz çözeltisinin viskozitesi yüksek olur ve spinneret deliklerinden geçemez.

4- Sud selülozu kırpıntıları hava geçirmeyen kazanlara alınır ve CS2 eklenir. CS2 miktarı selülozun %10’u kadar olmalıdır.


S¯ Na+

/

Sel – ONa + CS2 à C ═ S Selüloz sodyum ksantat

O — Sel


Formül III.2.


Karbon sülfür ve sud selülozu arasında meydana gelen reaksiyon eksotermiktir. Bu nedenle dıştan soğutarak 30 ˚C de muhafaza edilir. Reaksiyon tamamlandıkça meydana gelen selüloz sodyum ksantat, ortamda çözünür. Bu çözelti turuncu ve viskoz bir sıvıdır. Bu nedenle çözeltiye viskoz çözeltisi denir.

5- Turuncu renkli çözeltiden reaksiyona girmemiş karbon sülfürün fazlası vakumla uzaklaştırılır. Üzerine karışımda %6,5 NaOH ve %7,5 selüloz bulunacak şekilde seyreltik NaOh çözeltisi eklenir.

6- Hazırlanan viskoz çözeltisine mat iplik elde edilmek isteniyorsa matlaştırıcı pigment olarak TiO2 titan dioksit eklenir. Pigment miktarı istenen matlık derecesine göre ayarlanır. Bu aşamada istenirse ayrıca pigmentler eklenerek renkli viskoz iplikleri elde edilebilir. Kütle boyama denilen bu işlemde renklendirme için çeşitli pigmentler kullanılır. Bu yöntemle boyama, uniform tonlar ve yüksek yaş hastalıkları sağlar. Ayrıca işlemlerinin azaltılması gibi üstünlükleri de vardır.

7- Viskoz çözelti, eğirme işlemine geçmeden önce bir süre dinlendirilir. Bu süre 4-5 gündür. Bu işleme ikinci olgunlaştırma denir.

8- Dinlendirme işleminden sonra viskoz çözelti filtre edilir ve vakumlanır. Bu işlemin nedeni çözeltide kalabilecek küçük parçacıkların başlıkları tıkanmasını ve kalabilecek hava kabarcıklarının lif üretiminde kopukluklar yapmasını engellemek içindir. Yaş-eğirme yöntemi ile filament haline getirilecek viskoz ipeği için koagülasyon banyosu olarak, %1-5 ZnSO4 çinko sülfat ve %15-22 Na2SO4 sodyum sülfat içeren seyreltik %7-10’luk sülfirik asit çözeltileri kullanılır. Koagülasyon banyosuna glikoz gibi bazı şekerlerle magnezyum sülfat MgSO4 da katılabilir.

Koagülasyon banyosundan çıkan filamentler, önce yıkanır; koagülasyon sırasında çöken kükürtlü kompleks bileşik artıklarından arıtmak üzere sodyum sülfür çözeltisine batırılır, çalkalanır, gerekirse sodyum hipoklorit NaClO ile ağartılır. Bunu izleyen işlem HCl ile asitlendirme işlemidir. Daha sonra germe-çekme işlemine yollanarak dayanıklılıkta artma sağlanır.

 

 

Viskoz ipeğinin özellikleri


Viskoz ipeği kullanılan düze başlığına bağlı olarak farklı inceliklerde elde edilebilir. Enine kesiti dairesel değil, kıvrımlıdır.

Viskoz rayonunu pamuk ile karşılaştırdığımızda her ikisi de % 100 selüloz olmasına rağmen, P.D.leri farklıdır. Bu değerler, pamukta 2000-10000 arası, viskoz ipeğinde ise 200-250 arasındadır. Ayrıca pamukta %70 olan kristalin bölgelerin oranı, viskoz ipeğinde %40’dır. Bu farklar onların fiziksel ve kimyasal özelliklerinde de farklılıklar yaratır. Bu nedenle pamuktan daha mukavemetsiz, kimyasal reaktiflere karşı direnci daha azdır. Islandığında dayanıklılığı daha da azalır. Mukavemeti kuru iken 2,0-2,6 g/denier; ıslakken 0,95-1,5 g/denierdir. Kopmadan %17-25 uzama gösterebilir.

Viskoz ipeği suda ve bazik çözeltilerde pamuktan daha fazla şişer. Benzeri pamuklu kumaşlardan daha fazla boyca ve ence kısalma gösterir. %60 bağıl nemde %11-13 kadar nem çeker. Ağartma gerektiğinde sodyum hipoklorit veya hidrojen peroksit kullanılır. Ağartma, daha çok lif haline getirilmeden önce kağıt hamuru halindeyken yapılır. 150 ˚C nin üzerindeki sıcaklıklarda dayanıklılık azalır. 185-205 ˚C deki sıcaklıklarda yanar. Yandığında yanık kağıt kokusu duyulur.

Viskoz rayonu filament halinde elde edildiğinde ipeğe çok benzer. Çok fazla parlaktır. Üretimde matlaştırıcı pigmentlerin ilavesi ile bile merserize pamuk parlaklığına erişilebilir. Parlaklığı nedeniyle, dayanıklılık gerektirmeyen yerlerde ipek yerine kullanılır. Ayrıca ince çekilmiş sentetik filamentlere de karıştırılır. Bunun dışında viskoz ipeğine kıvrımlar vererek ve 6-20 cm boyuna keserek kesikli elyaf şeklinde de kullanılır. Pamuk ve yünlü karıştırılarak kullanılan kesilmiş viskoz liflerine viskon adı verilir.


II.1.2. REJENERE SELÜLOZ ESTERLERİ


II.1.2.1. ASETAT İPEĞİ


Selülozun asetik anhidrit ile çinko klorür katalizörü yardımıyla reaksiyonundan selüloz triasetatın meydana geldiği 1894 yılında Cross ve Bevan tarafından keşfediilmiş; fakat kloroform ve karbon tetraklorür dışında başka çözücülerle çözünmediğinden ve bunlarla çalışma koşullarının pahalı ve tehlikeli oluşundan dolayı, endüstriyel ölçülerle uzun yıllar lif olarak elde dilmemiştir. 1905 yılında Miles, selüloz triasetatı kısmen bir hidrolize uğratılıp elde edttiği maddeyi asetonda çözerek lif üretmeyi başarmıştır.

Asetat ipeği üretimi viskoz ipeği gibi birkaç aşamada yürür:

1- Asetat ipeği üretimi için odun hamuru, pamuk linterleri veya artıkları kullanılır. Önceden sodyum hidroksit ile işlem görmüş olan odun hamuru sodyum hipoklorit NaClO ile ağartılır ve kurutulur. Kurutulmuş selüloz hammaddesi, az miktarda derişik sülfirik asit içeren %100’lük asetik asit içinde ısıtılarak şişirilir. Katalizör olarak sülfirik asit yanında çinko klorür de kullanılır.

2- Şişirilmiş selüloza asetik anhidrit eklenerek selülozda bulunan alkol gruplarının asetik ester haline dönüşümü sağlanır. Bu reaksiyon eksotermik olduğundan, karışım dıştan soğutulmalıdır. 6-7 saat sonra selüloz tamamen esterleşerek jelatinimsi viskoz bir kütle haline dönüşür. Asetillenmenin tamamlanıp tamamlanmadığı karışımın kloroformda çözünmesi ve asetat miktarı %65’e ulaşmasıyla anlaşılır. Primer asetat da denilen selüloz triasetat asetonda çözünmez. Formül III.3.

3- Viskoz sıvı %50’lik asetik asit çözeltisi ilave edilerek kısmen hidroliz edilir. Primer asetat 50 ˚C de 12-16 saatte kısmen; yani glikoz birimlerindeki üç alkol grubundan 2,5’i ester halinde kalacak şekilde hidroliz olur. Hidrolizin derecesi karışımdaki asetat yüzdesi ile belirlenir. Asetat yüzdesi %45-55 değerine eriştiğinde primer asetat, sekonder asetat veya 2,5 asetat denilen bileşiğe dönüşmüş olur. Bu değere erişen ürün asetonda çözünmesi ile karakterize edilebilir.

4- Elde edilen sekonder asetat suyu dökülür ve beyaz toz halinde çöktürülür. Süzülür, yıkanır ve kurutulur.

5- Bir kısım sekonder asetat, üç kısım asetonda çözündürülür. 24 saat karıştırılarak bekletilen çözelti, vakumlanır ve süzülür. Mat filamentler elde etmek için TiO2 eklenir. Kütle boyama isteniyorsa pigmentler eklenir. Kuru-eğirme yöntemi ile filament haline getirilir. Sekonder asetat ayrıca 230 ˚C ye ısıtılıp eritilerek yumuşak-eğirme yöntemi ile de filament haline getirilir. Dayanıklılığı arttırmak üzere germe-çekme işlemine yollanır.


Asetat ipeğinin özellikleri


Hammaddesi selüloz olmakla birlikte asetat ipeğinin kimyasal yapısı selülozdan farklıdır. Zincirdeki alkol grupları ester haline dönüştüğünden selülozun gösterdiği özelliklerden tamamen farklı özellikler gösterir. Örneğin, pamuk, keten ve rejenere selülozik elyaf non-termoplastik olmasına karşın; asetat ipeği termoplastiktir ve 190 ˚C de büzülür. 250 ˚C de yumuşar, 280 ˚C de erir. Bunun yanında yukarıda verilen lif örnekleri ile karşılaştırıldığında nem çekme oranı da düşüktür çünkü su moleküllerini bağlayacak olan alkol (-OH) grupları esterleşerek bloke edilmiştir. Düşük miktarda absorpladığı nem az da olsa iplik ve kumaşta bir şişme meydana getirir. Bunun sonucu olarak kir ve lekeler çok fazla nüfuz etmediğinden kolayca yıkanıp, uzaklaştırılabilir. Asetat ipeğini saydığımız liflerden ayıran diğer özellikte CCl4 karbontetraklorür ve CH2Cl2 metilendiklorür gibi organik çözücülerde çözünmesidir. Bu özelliği nedeniyle bu gibi organik çözücülerin kullanıldığı kuru temizleme işlemi, asetat ipeğine uygulanamaz. Ester yapısında olduğundan kolayca sıcak baz çözeltilerinden etkilenir. Bu yüzden yıkama ve boyama işlemlerinde dikkatli olunmalıdır. Seyreltik asitlere karşı bazlardan daha dayanıklıdır.

Asetat ipeği filament halinde elde edildiğinde ipek yumuşaklığında ve parlaklığındadır. Uzama yeteneği %20-25’dir. Mukavemeti 1,1-1,3 g/denierdir. Enine kesiti dairesel değil kıvrımlar şeklindedir. Isı iletkenliği çok azdır. Yumuşama noktası düşük olduğundan ancak ılık ütü tavsiye edilir. Asetat ipeği doğal ipeğin yerine genellikle dayanıklılık istenmeyen yerlerde kullanılır. Asetat ipeği yandığında sirke kokusu duyulur.


III.1.2.2. TRİASETAT İPEĞİ (ARNEL)


Primer asetat olarak da bilinen ve asetonda çözünmeyen selüloz triasetat, günümüzde çözücü olarak metilen diklorür ve alkol karışımı kullanılmak suretiyle filament olarak üretilmektedir. Ticari adı arnel olan triasetat, asetat ipeğine benzer şekilde elde edilmektedir. Üretime kısmi hidroliz kademesinden vazgeçilir. Elde edilen triasetatın %20’lik çözeltisi metilen diklorür artı alkol karışımı içinde hazırlanır. Bu çözelti, ya kuru-eğirme veya koagülasyon banyosu olarak su kullanılmak suretiyle yaş-eğirme yöntemleri ile lif haline getirilir. Triasetat; pek çok özellik bakımından asetat ipeğine benzer, termmoplastiktir ve kuru temizleme yapılamaz. Erime noktası biraz daha yüksek (300 ˚C) olduğundan daha yüksek sıcaklıklara ısıtılabilir. Arnel, triafil veya tricel adları ile satılır

 


II.1.3. REJENERE PROTEİN LİFLERİ


Doğada bulunan protein kaynaklarından proteinin izole edilmesiyle oluşturulan liflere rejenere protein lifleri adı verilir. Bunlara genel olarak azlon da denilmektedir. Doğal proteinler iki kaynaktan elde edilmektedirler:

1- Bitkisel kaynaklardan elde edilenlere bitkisel protein denir. Mısır, soya fasulyesi ve yer fıstığından elde edilen bitkisel proteindir.

2- Hayvansal kaynaklardan elde edilen süt kazeini gibi proteinlere de hayvansal protein denir


II.1.3.1. ZEİN LİFLERİ (VİCARA)


Zein, mısırda bulunan bitkisel proteine verilen addır. Zein mısırdan, nişasta elde edilmesi sırasında %70’lik izopropil alkol ile ekstrakte edilerek ayrılır. Alkolden buharlaştırılarak ayrıcan zein, açık sarı renkte bir tozdur. Bu maddenin seyreltik NaOH’da %16’lık çözeltisi ile hazırlanır ve çözelti 24 saat olgunlaştırma için beklenir. Elyafa sağlamlık kazandırma için az miktarda formaldehit de eklenebilir. Sonra süzülür ve vakumlanır. İçinde sülfirik asit, asetik asit ve çinko sülfat olan bir asidik koagülasyon banyosu kullanılır, yaş-eğirme ile filament haline getirilir.

Vicara diğer lif türleri ile harman yapılarak kullanılan bir liftir. Filamentlerin gerilme direnci ve esnekliği fazladır. Islandığında dayanıklılığı azalır. %5 gerildiğinde esnekliği %100’dür. Yün gibi hafif sarımsı renkte olup kesikli lif halinde yünle karıştırılarak kullanılır. Yünden daha dayanıklıdır ve yün gibi keçeleşme özelliği yoktur. Fazla miktarda nem çeker. Bu yüzden ticarette nem miktarı %13 ile sınırlandırılmıştır. Yapıtaşı protein olduğundan kimyasal reaktiflere karşı protein liflerinin gösterdiği özellikleri gösterir. Asitlere karşı yün ve ipekten daha dayanıklı; bazlara karşı ise daha hassastır. Yumuşak bir materyal olduğundan yün, pamuk, viskon ve naylonla karıştırılarak kadın ve erkek kumaşları, triko ve jarse kumaşlarla bebek giysileri yapılır.


II.1.3.2. SOYA FASULYESİ LİFLERİ (SİLKOOL)


Soya fasulyesi, bitkisel protein oranı %35’lik değerle oldukça yüksek olan maddelerden biridir. Yağı alınmış soya fasulyesi unu, %0,1’lik Na2SO3 çözeltisiyle ekstrakte edilir. Elde edilen protein çözeltisi pH=4,5 oluncaya kadar sülfirik asit ile asitlendirilir. Bu değer, soya fasulyesi proteinin izoelektrik noktasıdır. Bu noktada çözünürlüğü en az değerde olacağından protein çöker, süzülerek ayrılır. seyreltik NaOH’da çözündürülür. Bu çözelti, olgunlaştırılır, süzülür, vakumlanır ve asidik banyo ile filament haline getirilir.

Silkool ticari adı ile anılan soya fasulyesi elyafı doğal olarak kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Yumuşak ve parlak bir yapıya sahiptir. Kimyasal özellik bakımından diğer protein liflerine benzer. Genellikle başka liflerle karışık olarak kullanılır.

Silkool, beyazdan açık ten rengine kadar değişen yarı parlak ve yumuşak bir elyaftır. Doğal olarak kıvrımlıdır. Islandığı zaman dayanıklılığını kaybeder. Kuru halde %40, ıslakken %60 uzayabilir ve %10-13 nem absorplar.


II.1.3.3. YER FISTIĞI LİFLERİ (ARDİL)


Yer fıstığı, protein ve yağ bakımından zengin bir bitkisel üründür. Yağı alınmış yer fıstığındaki protein, seyreltik NaOH çözeltisi ile ekstraksiyon yoluyla izole edilir. Protein çözeltisi, olgunlaştırıp süzülür ve vakumlanır. Asitik banyolar kullanılarak, yaş-eğirme yöntemi ile filament elde edilir.

Ardil ticari adı ile anılan yer fıstığı lifleri yapı bakımından olduğu gibi görünüş bakımından da yüne benzer. Bu nedenle yün ile karıştırılarak kullanılır.


II.1.3.4. KAZEİN LİFLERİ


Rejenere protein lifleri içinde ilk elde edilen kazein lifleridir. Yağı alınmış sütten elde edilir. Sütteki kazein, asitler yardımıyla çöktürülür. Ayrılan çökelti, seyreltik NaOH çözeltisinde çözündürülüp, olgunlaşmaya bırakılır. Bu çözeltiden seyreltik asit banyosunda yaş-eğirme yöntemi ile filament elde edilir.

Lanital ve merinova ticari adları ile İtalya’da piyasaya verilen kazein lifleri, yüne çok benzemesine rağmen daha az dayanıklıdır. Islandığında dayanıklılığı daha da azalır. Yakıldığında erir ve yanık süt kokusu duyulur. Yünden daha parlak ve yumuşaktır. Zayıf asitlere karşı dayanıklıdır. Genellikle kesikli elyaf halinde yünle karıştırılarak kullanılır.


II.1.4. ALGİNAT LİFLERİ


Deniz yosunlarının bir türü olan alglerin yapısında bulunan alginik asit, polimer ve selüloza benzer yapıdadır. Selülozun glikoz birimlerindeki primer alkol grubu, alginik asitte karboksil grubu şeklindedir. Alglerin yapısında %15-40 oranında bulunan alginik asit, besin endüstrisi yanında kağıt imalinde ve tekstil boya ve apre işlemlerinde kullanılır. Formül III.4

Deniz yosunları toplanıp kurutulduktan sonra öğütülür. Toz halindeki yosunlar sodyum karbonat çözeltisi ile 24 saat muamele edildiğinde koyu viskoz bir sıvı meydana gelir. Jel halindeki bu siyah çözelti süzülüp hipoklorit ile ağartılır. Bazik çözeltide sodyum alginat şeklinde bulunan alginik asit, koagülasyon banyosu olarak CaCl2 ve HCl içeren bir çözelti kullanılarak yaş-eğirme yöntemi ile filamentler elde edilir. Meydana gelen lifler kalsiyum alginat yapısındadır.

Kalsiyum alginatın iki önemli özelliği vardır. Biri aleve dayanıklılığı, diğeri ise zayıf baz çözeltilerinde bile çözünmesidir. Hatta sabunlu suda yıkamada bile çözülür.alginat lifleri en fazla nem çeken elyaftır. Dayanıklılığı nemli haldeyken daha da azalır. Sentetik reçinelerle kaplanarak bazlara karşı direnci arttırılabilir. Bazik çözeltilierde çözünmesi bu liflerin basit bir yıkama bile gerektiren tekstil materyallerinde kullanılamayacağını gösterir. Alginat filamentleri bir başka elyafla harman yapılarak eğrilir ve dokunursa; apre işlemleri sırasında bazik çözeltilerle işlem gördüğünde alginat lifleri çözünür. Geriye karışımındaki diğer elyaftan tek başına dokunması çok güç olan ince kumaşlar elde edilir. Ayrıca bu yöntem, dantel ve kurdele yapımında kullanılır. Alginat lifleri IR ışınlarını da geçirmediğinden 2. Dünya Savaşı sırasında askeri amaçla kamuflaj malzemesi olarak kullanılmıştır. Ayrıca günümüzde, iplik veya dokunmuş kumaş şeklinde cerrahi amaçlarda kullanılmaktadır. Alginat, yara üzerinde koruyucu bir film oluşturarak kanamayı durdurmaktadır.

 

II.1.5. KAUÇUK LİFLERİ


Kauçuk, tropik bölgelerde yetişen kauçuk ağacının bitki özsuyundan elde edilir. Belli mevsimlerde ağaç üzerinde çizikler yapılarak süt şeklinde akan bitki özsuları toplanır. Bazı kimyasal işlemlerden geçirildikten sonra latex adı verilen ham kauçuk maddesi uygun organik çözücülerde çözünür. Bu çözeltilerden yaş veya kuru eğirme yöntemine göre filamentler yapılır. Kauçuk lifleri doğrudan tekstilde kullanılmaz. En önemli özelliği esnekliğidir. Bu özelliğinden yararlanabilmek için pamuk, ipek, naylon gibi liflerle kaplanarak lastik çoraplar, bazı sağlık malzemeleri, korseler, kemerler ve spor malzemeleri gibi tekstil ürünlerinde kullanılır.


II.2. SENTETİK LİFLER


Sentetik lifler, sentez yoluyla elde edilen polimerlerden imal edilir. Bu sınıftaki liflerin yapısını oluşturan polimerler doğada yoktur; basit monomerlerden sentetik olarak elde edilir. Genellikle, polimeri oluşturacak olan monomer veya monomerler, petrol veya kömürün ayrımsal damıtılmasından elde edilmiş yan ürünlerdir. Dünyada ilk elde edilen sentetik polimer, poliamid yapısındadır ve üretici firma tarafından naylon özel adı verilen piyasaya verilmiştir. Sentetik polimerler ya kimyasal yapısına veya sentez yöntemine (adisyon polimerleri, kondansasyon polimerleri gibi) göre sınıflandırılır.

 

II.2.1. POLİAMİD (PA) LİFLERİ


Poliamid sözcüğü, yapısında amid (-CO-NH-) grubunun belli aralıklarla tekarlandığı polimerler için kullanılmaktadır. Bu grubun bulunduğu polimer bileşiklere örnek olarak daha önce proteinleri görmüştük. Protein ve polipeptidler, doğada bulunan yani doğal poliamidler olarak bilinir. Poliamidler ayrıca sentetik olarak da üretilir. Böylece poliamidleri doğal ve sentetik olmak üzere ikiye ayırabiliriz. Doğal poliamidlerden, yün, ipek ve benzeri hayvansal liflerin yapıtaşı olan proteinleri sayılabilir. Sentetik poliamidler ise bu konu içinde incelenecektir.

Dünyadaki ilk sentetik elyaf poliamidden üretilmiştir. Poliamid konusunda ABD’de du pont de nemours firması tarafından 1927’de başlatılan araştırmalar sonucu, bu firmanın araştırma merkezinde 1938’de W.H.Carothers ve arkadaşları tarafından poliamid lifleri geliştirilerek piyasaya verilmiştir. Firmanın bu ürüne verdiği ticari ad olan naylon sözcüğü, günümüzde halen tüm poliamid lifleri için genel bir ad olarak kullanılmaktadır.

Sentetik poliamidler iki farklı yöntemle elde edilmektedir.

1- Lineer yapıda bir diamin ile yine lineer yapıda bir dikarbosilik asidin polikondensasyonundan elde edilirler. Bu poliamidlerde amid grupları arasında farklı uzunlukta metilen grupları yer alır. Formül III.5.

 


n H2N – (CH2)x –NH2 + n HOOC – (CH2)y-2 –COOHà


[ -NH –(CH2)x – NH – CO – (CH2)y-2 – CO -]n + n-1 H2O


poliamid (PA) Naylon x,y


Formül III.5.

 

2- Poliamid monomeri olarak yukarıdaki gibi iki değil tek bir monomer de kullanılabilir. Bu taktirde kullanılacak başlangıç maddesi bir ω-amino karboksilik asittir ve bu da lineer yapıda olmalıdır.


n H2O – (CH2)x-1 – COOH à [ - (CH2)x-1 – CO – NH - ]n + n-1 H2O


poliamid Naylon x


Formül III.6.


Bu iki farklı yöntemle ve değişik başlangıç yöntemleri kullanılarak yapılan sentezlerle, çok sayıda poliamid ürünleri elde edilir. Bu ürünleri birbirinden ayırt etmek için poliamidlerin genel adı olan naylon sözcüğünden sonra numaralandırma yapılır. Bu numaralandırmada birinci yöntemle elde edilen poliamidlerde naylon kelimesinin sonuna iki rakam getirilir. Bunlardan birincisi daimindeki karbon sayısı, ikincisi ise dikarboksilik asitteki karbon sayısıdır: Naylon(x,y) gibi. İkinci yöntemle elde edilenler ise, tek monomerden üretildiğinden, naylon kelimesinden sonra, bu monomerdeki karbon sayısını gösteren tek rakamla belirtilir: Naylon (x) şeklinde.

Poliamid lifleri içinde en çok üretilen ve tüketilen iki tür vardır. Bunlardan biri heksametilen diamin ile adipik asitten oluşan Naylon 6,6; diğeri ise ω-amino heksanoik asitten elde edilen Naylon 6’dır.


III.2.1.1. NAYLON 6,6


Naylon 6,6’nın başlangıç maddeleri apidik asit ile heksametilen diamindir. Bu başlangıç maddeleri etil alkol içinde ısıtıldığında Formül III.7’de verilen Naylon 6,6 tuzu oluşur.

Çözelti soğutulduğu taktirde, naylon 6,6 tuzu beyaz kristaller halinde ayrılır. bu tuzun sudaki çözeltisi basınç altında ve havasız ortamda, bharla beslenerek 215-220 ˚C de tutulursa polimerleşme başlar. Reaksiyon 2-3 saatte tamamlanır. Polimerleşme reaksiyonunu, elde edilecek ürünün erime noktası 300 ˚C civarında olacak şekilde kontrol altında tutmak gerekir. Polimerleşme ilerledikçe molekül ağırlığı, dolayısıyla polimerleşme derecesi artar. Bu artışla birlikte dayanıklılıkta da artma görülür. Ancak bunun sonucunda erime noktası da yükseldiğinden rahat çalışabilmek için polimerleşme belli bir değerde durdurulur. Meydana gelen polimerin molekül ağırlığı 6000-10000 (P.D. 50-80) arasında olduğundan karışıma %1 oranında asetik asit eklenerek reaksiyon sona erdirilir. Burada asetik asit, amino grubunu bloke ederek polimerleşme durdurulur. Naylon 6,6 polimeri süt beyazı rengindedir. Katı haldeki polimer küçük parçalara kesilir ve yumuşak-eğirme yöntemine göre filament haline getirilir.

Yumuşak-eğirme işleminde, eritme sırasında hava oksijeninin zararlı etkisinden korumak için eritme bölgesi azotla doldurulur. 300 ˚C de erimiş polimerin basınçla ince deliklerden fışkırtılmasıyla elde edilen filamentler, kapalı bir soğutma odasından geçirilir. Yeni katılaşmış naylonda nem bulunmaz. Atmosfer nemi ile bir dengeye erişirken hafifçe uzamaya meyleder. Bu olay filamentleri bobinlere sardıktan sonra olursa paketleme gevşek ve yetersiz olur. Bu bakımdan soğutma odasından çıkarılan filamentler sarılmadan önce bir tavlama odasında buharlanarak nemlendirilir.

Naylon 6,6 filamentleri mat olarak elde edilmek isteniyorsa naylon 6,6 tuzu halindeyken yaklaşık %1 oranında TiO2 eklenir. Böylece mat görünümlü filamentler elde edilmiş olur. Parlak filamentler ise, trilobal kesitli olarak üretilir.

Yumuşak-eğirme ile elde edilen filamentler daha sonra bir germe-çekme işlemine yollanırlar. Soğukta %400-600 oranında uzatılan naylon 6,6 filamentlerinde kristalin alanların oranları artar ve bu kristalin alanlar elyaf ekseni boyunca yönlenirler. Şekil III.20. Bunun sonucu olarak liflerin dayanıklılığında artma gözlenir. Bu işlemde kristalin bölgelerin artmasının sebebi, polimer zincirlerin birbirine yaklaşması ve zincirlerin üzerinde bulunan imino ve karbonil grupları arasında H-köprüleri meydana gelmesidir. Naylon filamentlerin bir başka yapısal özelliği de polimer zincirlerin lineer fakat zig-zag şeklinde olmasıdır.


Naylon 6,6’nın Fiziksel Özellikleri


Naylon 6,6, %100 bağıl nemde en fazla %4-4,5 nem çeker. Kristalin bölgelerin oranı 565-85 gibi yüksek bir değer olduğundan su molekülü ile ilişki kurabilecek fonksiyonel grupların sayısı azdır. Kristalin bölge oranının fazlalığı yanında amorf bölgelerdeki karbonil ve imino grupları arasında da H-bağları oluşabilir. Bu yapı naylon 6,6’yı dayanıklı kılar. Materyal ıslandığında amorf bölgelerdeki H-bağlarının büyük bir kısmı su molekülleri tarafından hidroliz edildiğinden dayanıklılığı azalır. Uzama ve esneklik özellikleri iyidir. Kopmadan %25-30 kadar uzama gösterebilir. %4 kadar uzatılmışsa geriye dönme oranı %100’dür. Bunun sebebi, kuvvetli H-bağlarının oluşturduğu düzgün şebeke sisteminden dolayıdır. Zincirler arasındaki H-bağları çok kısa mesafeler içindedir ve optimum dayanıklılık gösterir; polimerleri kaymaya karşı korur. Gerilme kuvveti kaldırıldığında, polimer sistemi eski orijinal durumuna kolayca döner. Yani, naylon tekstil materyalleri, buruşma ve kırışma sonucu kolayca orijinal biçimini yeniden alır. Ancak, bunun da bir sınırı vardır. Tekrarlanan gerilimler, H-bağlarında kopmaya ve polimer kaymalarına sebep olur. Ardı ardına buruşturulmuş naylon tekstil materyalinde bükülmeler meydana gelir. Polimerlerin zig-zag yapısı da esneklik değerini arttırır.

150 ˚C de 6 saat içinde sararır. 250 ˚C de yumuşar. 290-300 ˚C de erir. Tutuşma sıcaklığı 532 ˚C dir. Ütüleme sıcaklığı 150 ˚C dir. Termo-plastik olduğundan kolayca tekstüre edilir. Naylon 6,6 ve diğer termoplastik liflere sıcakta kolayca biçim verilebilir. Bu işleme ısı ile fiksaj işlemi denir.

Naylon 6,6 filamentlerinin statik elektriklenme özelliği de fazladır. Kafi derecede su molekülü bağlamadığından üzerine toplanan elektrik dağılamaz. Isı iletkenliği ise oldukça zayıftır. UV ışıktan etkilenir ve bozunur. Mukavemeti kuru halde 4,6-5,8; ıslak halde 4,0-5,1 g/denierdir.


Naylon 6,6’nın Kimyasal Özellikleri


Yapı bakımından doğal poliamidlere benzese de onların gösterdiği kimyasal özellikleri göstermez. Naylon 6,6 seyreltik asitlerden etkilenmez; fakat anorganik asitlerle hidroliz olarak kolayca bozunur. Önce H-bağları, daha ileri hidrolizde ise peptid bağları kopar. %5’lik HCl ve %5’lik H2SO4 ile kolayca parçalanır. 27 ˚C de derişik formik asitte çözünür. Naylon 6,6; kaynar NaOH çözeltisinden fazla etkilenmez. Buna karşılık hipoklorit gibi ağartıcılardan etkilenir. Bu tür maddelerle ağartma yapılamaz.

Naylon 6,6 filament halinde kullanıldığında ipeğe benzer. Özel spinneret başlıkları kullanılmak koşuluyla kesiti üçgene benzeyen ve Trilon ticari adıyla bilinen cinsi, ipekli kumaş yapımında kullanılır. Ayrıca naylon 6,6 filamentleri şemsiyeli kumaşlar, paraşüt kumaşları, iç çamaşırları gibi malzemelerin yapımında kullanılmaktadırlar. Naylon 6,6 filamentlerinin en çok kullanıldığı alan erkek ve kadın çoraplarının üretimidir. Sürtünme direncinin yüksek olması nedeniyle kesikli elyaf halinde yün ve viskonla karıştırılarak bunların dayanıklılığını arttırmak için kullanılır. Halı ipliği, kadife kumaş iplikleri, döşemelik kumaşlar, kadın ve erkek çorapları, eldivenlik kumaşlar ile kord bezi ve sanayi tekstilinde kullanılır.

 

II.2.1.2. NAYLON 6


Naylon 6 polimeri yukarıda belirtilen ikinci yönteme göre elde edilir. Başlangıç maddesi ω-amino kaproik asittir.

Bu madde 260 ˚C de basınç altında ve katalizör olarak naylon 6,6 tuzu kullanılmak suretiyle polimerleştirilir. (Formül III.9)

Naylon 6 polimeri 220 ˚C de eritilerek yumuşak-eğirme yöntemi ile filament haline getirilir. Soğuk germe-çekme işlemi ile dayanıklılığı arttırılır. Bu nedenle savaş yılarında Almanya’da Perlon L ticari adı ile üretilmeye başlanmıştı.


Naylon 6’nın Fiziksel Özellikleri


Özgül ağırlığı 1,14 olan naylon 6, %4-4,5 nem çeker; bu değer %100 bağıl nemde %9’a ulaşır. Uzama yeteneği yüksektir; filament kalınlığına göre %25-40 uzama verebilir. %8 uzama verilmiş filamentlerde geriye dönüş (esneklik) %100’dür. Mukavemeti kuru halde 4,5-5,8 g/denier; ıslak halde 4,1-5,1 g/denierdir.

217 ˚C de erir. Termoplastik olduğundan kolayca tekstüre lifler elde edilir. Yandığında tutuşmaz, eriyerek damlalar oluşturur.


Naylon 6’nın Kimyasal Özellikleri


Naylon 6’nın kimyasal özellikleri naylon 6,6’ya benzer. Seyreltik asitlerden ve kaynar NaOH’dan etkilenmez. Anorganik asitlerde ise kolayca parçalanır. Naylon 6 güneş ışığından da etkilenir; özellikle UV ışığında, imino grupları havanın oksijeni ile reaksiyon verir. Bu gruplar daha reaktif ve suda çözünür hale geçer. Böylece tekstil materyalinde zayıflama ve çökme olur. Bu nedenle naylon 6, perdelik kumaş yapımında kullanılmaz. Ancak, UV ışığına karşı naylon 6,6’dan daha dayanıklıdır. Naylon 6,6’dan daha fazla boyarmadde affinitelidir. Yani aynı banyoda boyanırsa, naylon 6 lifleri 6,6’dan daha koyu tonlarda boyanır. Naylon 6, Capron ticari adı ile bilinmektedir.

Naylon 6 ve naylon 6,6 monomerlerinden kopolimer olarak üretilen polimer madde değişik özeliklere sahip bir elyaf olarak Helanca, Trelon veya Naylon 6 + 6,6 adları ile piyasada bulunur. Su tutma ve nem çekme özelliğinin çok az olması nedeniyle mayo ve benzeri deniz giysileri yapımında kullanılır. Ayrıca esneklik özelliği dolayısıyla kadın ve erkek çorapları yapılır.

Naylon 6 ve naylon 6,6 filamentlerini birbirinden ayırmak için 80 ˚C de %50’lik HCOOH çözeltisi kullanılır. Formik asitte bu sıcaklıkta naylon 6 bir buruşma ve erime gösterirken, naylon 6,6 etkilenmeden dibe batar.

 

II.1.2.3. DİĞER POLİAMİD LİFLERİ


NAYLON 6,10


Altı karbonlu heksametilen diamin ile on karbonlu sebazik asitten polikondensasyon ile üretilen naylon 6,10 yumuşak-eğirme ile filament haline getirilir.

 
Naylon 6,10’un erime noktası 214 ˚C dir. Nem çekme miktarı %2,6’dır.

 

NAYLON 11


ω-amino undekanoik asitten ikinci yönteme göre elde edilir.

Rilsan veya rilsanit ticari adları ile bilinen naylon 11’in yumuşama noktası 170 ˚C, erime noktası ise 189 ˚C dir. Hidrokarbon zincirinin uzunluğundan dolayı nem çekme oranı, diğerlerinden daha düşüktür (%1,8). Diğer naylonlara göre boyarmadde absopsiyonu zayıftır ve elde mumumsu bir his bırakır. Aşınmaya karşı dayanıklı olduğundan kesikli elyaf halde üretilip halı ve kilim yapımında kullanılır.

 

NAYLON 3


Naylon 3, naylon 4, naylon 5 ve naylon 7 gibi poliamidler de çeşitli firmalar tarafından çeşitli adlar altında üretilmektedir.


Quiana


1968 yılında Du Pont firması tarafından keşfedilen bu poliamid, başlangıç maddesi olarak halkalı yapıda bir diamin içerir. Dikarboksilli asit bileşeni ise 12 karbonludur.


Erime noktası 275 ˚C olan Quiana’nın enine kesiti trilobal olacak şekilde üretilir. Bu yapı ona parlaklık sağlar. Yoğunluğu 1,04 olup oldukça hafiftir. Çok ince de çekilebildiğinden fantezi kumaşlarda ipek yerine kullanılabilir. Quiana’nın endüstride kullanım alanı yoktur. Boyanma özellikleri poliesterin boyanmasına benzer.


II.2.1.4. AROMATİK POLİAMİDLER


Yapısında aromatik gruplar bulunan poilamidlere aramid adı verilir. Bu sınıfta Naylon 6-T ve Nomex lifleri incelenecektir.

 

Naylon 6-T


Başlangıç maddesi olarak heksametilen diamin ile bir aromatik karboksilli asit olan tereftalik asit kullanılır.


Polimer zincirde aromatik yapı içeren poliamidlerin en önemli özelliği, erime noktalarının yüksek olmasıdır. Naylon 6-T bu nedenle 370 ˚C de erir. Dayanıklıdır. Pota lastiklerinde ve diğer endüstri ürünlerinde kullanılır.


Nomex


Nomex 1,3-diamino benzen ile benzen-1,3 dikarboksiklorürden elde edilir. Kevlar ticari adı ile de bilinmektedir.

Polimerin erime noktası 475 ˚C, bozunma noktası ise 410 ˚C dir. Bu nedenle Nomex çözelti halinde elde edilir ve yaş-eğirme ile filament haline getirilir. Yaş-eğirme çözeltisi %100’lük sülfirik asit veya oleumda (H2SO4 + SO3) hazırlanır. Koagülasyon banyosu olarak seyreltik asit veya su kullanılır.

Özgül ağırlığı 1,38 olup sert, bükülmesi zor, uzama yeteneği zayıf, esnekliği azdır. Bu özellikler yanında yüksek fiyatı ve açık sarımsı kahverengi, tekstilde geniş ölçüde kullanımını engeller. Erime noktasına erişmeden önce buruşmaya başlar. Kimyasal reaktiflerden etkilenmez. Oda sıcaklığında bazlar Nomex’i etkilemez. Ancak yüksek sıcaklıklarda uzun süre kuvvetli bazlarla kalırsa bozunur. Kuvvetli anorganik asitlerle organik asitler içinde uzun süre kalmadığı taktirde etkilenmez. Peroksit ve klorit gibi ağartıcılarla ağartılabilir. Aleve tutulduğunda diğer sentetik elyaf gibi erimez. Alevle temas halinde kalmak koşulu ile 400 ˚C de kömürleşerek yanar. Alevden uzaklaşınca yanma yavaşlar, erime gözlenmez. Bu özellikleri nedeniyle Nomex, askeri amaçlar için kullanılan güç tutuşan giysiler ve malzemenin yapımında kullanılır.

 


II.2.2. POLİESTER LİFLERİ


Poliester kelimesi genel olarak bir dialkol ile bir dikarboksilik asidin kondesasyon ürünü olan uzun zincirli polimerlere verilen addır. Bu zincirde ester (-CO-O-) grubu çok sayıda tekrarlanır.


Zincirdeki R ve R’ alifatik yapıda ise, polimerin erime noktası çok düşüktür. Bu yüzden tekstilde kullanılamaz. Tekstilde kullanılabilen polimerin elde edilmesi için aromatik yapıda bileşenler seçilir. Bu bileşenlere göre farklı yapıda poliesterler elde edilir. Günümüzde tekstil alanında kullanılan üç ayrı türde poliester bulunmaktadır.

1- PET (polietilien-tereftalat) lifleri

2- PCDT (polisikloheksil-dimetilen-tereftalat) lifleri

3- PET poliesterlerinin modifiye edilmesiyle elde edilen modifiye poliester lifleri


II.2.2.1 PET Poliester Lifleri


Kimyasal adı polietilen-tereftalat olan PET poliesteri, Whinfield ve Dixon tarafından keşfedilmiş olup, ilk defa 1941 yılında ticari ölçüde üretilmiştir. Etilen glikolün tereftalik asit veya tereftalik asit dimetil esteri ile kondesasyonundan elde edilir. Başlangıç maddelerindeki bu farka göre iki ayrı yöntem uygulanır.

1- PET poliesterinin ilk elde edilme yöntemi bu reaksiyondur. Başlangıç maddesi olarak etilen glikol ve dimetil tereftalat alınır. Bu iki bileşen arasında önce 200 ˚C civarında katalizör etkisi ile bir ester değişimi, ikinci aşamada ise daha yüksek sıcaklıklarda ve katalizör yardımıyla kondensasyon meydana gelir. Bu yöntemde kondesasyon artığı olarak metil alkol ayrılır.


2- PET poliesteri tereftalik asit dimetil esteri yerine doğrudan tereftalik asit kullanılarak da sentez edilebilir.

İkinci sentez yönteminde kullanılan bileşenlerin çok saf olması gereklidir. Aksi halde polimerleşme istenilen yönde ilerlemez. Bu nedenle gerek etilen glikol, gerekse tereftalik asit çok saf olmalıdır. Etilen glikolün kolayca saflaştırılması mümkünse de tereftalik asit zor saflaştırılır. Bu nedenle günümüzde pek çok ülkede birinci yöntem uygulanmaktadır. Ancak saflaştırma yöntemleri üzerinde yapılan çalışmalarla bu işlemler kolaylaştırılmaya çalışılmaktadır. Böylece ileriki yıllarda, yalnız kondesasyon aşaması ile reaksiyon veren ve kullanılan hammadde bakımından daha ucuz olan ikinci yöntemin tercih edilmesi mümkündür.

Esterleşme reaksiyonlarında ayrılan su ve metil alkol, reaksiyonun yapıldığı 270 ˚C de destillenerek uzaklaştırılır. Bunlardan metil alkol yeniden tereftalik asit dimedilester yapımında kullanılır.

Polimerleşme kazanından soğutularak alınan poliester, küçük parçalara kesilerek (chips) üretilir. Polimerin erime noktası olan 260 ˚C de eritilerek yumuşak-eğirme yöntemi ile filament haline getirilir. İşlem sırasında polimerin hava ile teması azot gazı kullanılarak önlenir. Aksi halde polimerde oksijenle etkilenme sonucunda bozunma görülür. Elde edilen filamentlere sıcakta %500 kadar bir germe-çekme işlemi uygulanır. Sıcakta yapılan germe-çekme işleminde soğuta uygulanana nazaran daha dayanıklı filamentler elde edilir. Germe-çekme uygulanmamış poliester filamentlerinde kristalin bölge oranı %0 iken, gerinmiş liflerde bu değer, en az %55’e kadar çıkar. Germe-çekme işleminin uygulanması sırasında karbonil grupları ile metilen gruplarının hidrojen atomları karşılıklı geldikleri taktirde aralarında H-köprüleri oluşur. Böylece polimer zincirleri van der Waals kuvvetleri yanında H-köprüleri ile de bir arada tutularak kristalin alanlar meydana gelir. PET poliesterinde kristalinite oranı %65-85 arasındadır.

 

PET Poliester Liflerinin Fiziksel Özellikleri


Poliester liflerinin yoğunluğu, bazı yapay ve doğal liflerle kıyaslandığında oldukça yüksektir (1,36-1,45 g/cm3). Bu değer polimerdeki kristalin alanların oranı ile değişir. Kristalin bölge oranı fazla olan liflerde daha yüksek, az olan liflerde ise daha düşüktür. P.D. 115-140 arasındadır.

Liflerin gerinme ve ısınmaya karşı dayanıklılığı fazladır. Filamentlerin mukavemeti, 4-7 g/denier; kesikli liflerin ise 4-5 g/denierdir. Kristalin bölge oranının yüksekliği ve polar yapısından dolayı, nem çekme özelliği azdır. Su molekülleri ancak, bir moleküler film tabakası şeklinde lif yüzeyinde tutunabilirler. Oda sıcaklığında ve standart koşullarda en fazla %0,4 nem absorplar. Tamamiyle hidrofobik karakterde olması nedeniyle, ıslandığında dayanıklılıkta azalma görülmez. Çünkü kristal yapısı, su moleküllerinin etkisini önler. Lifin hidrofobik yapısı, onun yağlar ve yağlı kirlere karşı da ilgisini arttırır. Poliesterin ayrıca statik elektriklenme özelliği de olduğundan, havadaki yağlı kirleri çeker ve çabuk kirlenir. Bu niteliği yıkamada problemler yaratır. Suda çözünmeyen yağlı kirlerin, hidrofobik yapıdaki poliester liflerinden uzaklaştırılması çok zordur. Bu tür kirlerin temizlenmesinde, hidrofobik çözücülerin kullanıldığı kuru temizleme ile daha fazla başarı sağlanır.

Termoplastik etkiler nedeniyle 100 ˚C nin üzerindeki sıcaklıklarda büzülme gösterir. Bu nedenle kaynar yıkama ve ütülemede dikkatli davranılmalıdır. Ütüleme sıcaklığı 135-140 ˚C de olmalıdır. PET poliesteri 200 ˚C civarında yumuşama gösterir. Kaynar su veya su buharı etkisinde kaldığında bir süre sonra ester bağlarında hidroliz olayı ve mukavemette bir miktar azalma ortaya çıkar. Termofiksaj sıcaklığı 180-200 ˚C dir.

Sert bir tuşesi vardır. Bükülme ve kıvrılmaya karşı direnç gösterir. Bu nedenle buruşmaya karşı da dayanıklıdır. Poliester tekstil materyallerindeki mumumsu tuşenin nedeni, polimer yapısında polar gruplarının bulunmamasıdır. Zincirdeki metilen grupları ile benzen halkaları bu özelliği sağlar.

Poliester hem plastik hem de elastik özelliklere sahiptir. Çok fazla gerilme ve çekmeye karşı van der Waals kuvvetleri, polimer sistemin kaymasını önler. Aşırı etkilenmelerde zayıf H-bağları kopar.


PET Poliesterinin Kimyasal Özellikleri


Poliester liflerinde mukavemeti arttırmak için yapılan germe-çekme işleminde kristalinite ile birlikte kimyasal reaktiflere karşı ilgisizlik de artar. Bu nedenle poliester lifler zayıf asit çözeltilerine karşı soğukta ve sıcakta oldukça dayanıklıdır. Derişik anorganik asitlerden de oda sıcaklığında etkilenmez. Ancak sıcaklık yükseldikçe etkilenme başlar. Özellikle nitrik asitte tamamen çözünür. Buna karşılık derişik sülfürik asit çözeltisinden sıcakta bile etkilenmez. Bu özelliğinden poliester liflerinin selülozik liflerden farklandırılmasında yararlanılır.

PET poliesteri zayıf bazik çözeltilerden etkilenmez. Bu nedenle sabun ve deterjanlara karşı dayanıklıdır. Ancak kuvvetli bazik çözeltiler sindirimdeki ester bağlarına etki eder. Kısa bir süre için derişik sodyum oksijen hidrat NaOH ile yapılan işlemlerde, lif yüzeyi hafif pürüzlü hal alır. Bu işlem poliester lifine bazı olumlu özellikler kazandırır. Ancak çok derişik NaOH çözeltileri özellikle sıcaklık yükseldiğinde liflere zarar vererek dayanıklılığını azaltır.

Poliesterin yükseltgenlere karşı da dayanıklılığı fazladır. Ağartıcılarla özellikle NaClO2 ile sorunsuz bir şekilde ağartılabilir. Güneş ışığına karşı dayanıklıdır. UV ışınlarından bir miktar etkilenir. Yakıldığında erir ve isli bir alev çıkarır. Geriye cam gibi sarı-kahverengi bir boncuk bırakır. Dumanları karakteristik aromatik tatlımsı kokulardır.

Filament, stapel ve tow şeklinde üretilen pet liflerinin çözündürülmesinde fenol kullanılır. Kimyasal reaktiflerden etkilenmeyen yapısı, işlemlerinde de kendini gösterir. Poliester lifleri boyarmaddelerle kimyasal ilişkiye giremez. Boyama, dispersiyon boyarmaddeleri denilen ve suda suda çok az çözünürlüğü olan boyarmaddelerle yapılır. Elyafın boyanması, kimyasal bağlanma şeklinde değil, boyarmaddenin elyaf içinde çözünmesi şeklinde gerçekleşir.

PET poliester lifleri balık ağından yelken bezlerine, döşemelik kumaşlardan fantezi kumaşlara ve dikiş ipliklerine kadar çeşitli amaçlar için kullanılır. Ayrıca naylon ve rayon gibi poliester de kord bezi yapımı için uygundur.

PET poliesteri Türkiye’de Lalelen, Perilen, ve Polyelen adları altında çeşitli firmalar tarafından üretilmektedir.

II.2.2.2. PCDT POLİESTER LİFLERİ


PCDT poliesterinin sentezinde diol bilieşeni olarak halkalı yapıda bir bileşik (sikloheksilen dimetanol) kullanılır. Asit bileşeni ise PET’te olduğu gibi tereftalik asittir.

Reaksiyon sırasında meydana gelen su, 300 ˚C sıcaklık gerektiren polikondensasyon sırasında destillenerek uzaklaştırılır. Ticari adı Kodel olan PCDT lifleri, 290 ˚C deki erime nktasının üstünde ısıtılıp, yumuşak-eğirme yöntemi ile filament haline getirilir. 120 ˚C sıcaklıkta %400-500 kadar uzatılarak mukavemeti arttırılır. Kodel lifleri fiziksel ve kimyasal özellikler bakımından PET poliesterine benzer. Ancak, esneklik ve termoplastik özellikler bakımından farklılık gösterir. Mukavemeti 2,5-3,0 g/denierdir. Yoğunluğu ise 1,23’dür. Nem çekme miktarı %0,4’dür. Gerildiğinde %24-34 arasında uzama gösterir. PET’ten daha yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Termofiksaj sıcaklığı 160 ˚C dir. 200 ˚C de ütülenebilir. Kesikli ve saçaklı (tow) lifler halinde üretildiğinde yün ve pamuğa karıştırılır. Yoğunlunun PET’den daha düşük (1,22 g/cm3) oluşu ve sürtünmeye karşı yüksek direnci nedeniyle halı iplikleri ile yatak ve yorganlarda dolgu maddesi olarak ve örgü kumaşlarda kullanılır.

Kodel lifleri, PET poliesterinden kaynar dimetil formamidde çözünmemesi ile farklandırılır. PET ise oda sıcaklığında çözünmemekle beraber, kaynatıldıktan 5 dakika sonra çözünür.


II.2.2.3. MODİFİYE POLİESTER LİFLERİ


Poliester lifleri, doğal liflere göre çok daha ucuzdur ve bol miktarda elde edilebilir. Buna karşılık sahip olduğu özellikler nedeniyle doğal liflerden tamamiyle ayrılır. bu yüzden poliester liflerini doğal liflere benzeyecek şekilde üretmek için çeşitli çalışmalar yapılmıştır ve yapılmaktadır. Bu araştırmalar sonucunda çeşitli poliester lifleri elde ediliştir. Poliester lifleri üzerinde yapılan modifikasyonlar, fiziksel ve kimyasal yöntemlerle gerçekleştirilir. Bu çalışmalarla boyanabilme yetenekleri, tuşesi, görünümü farklı lifler elde edilir. Bu üretimlerde amaç, ya yüne benzetmek (yün tipi-poliester) veya ipeğe benzetmek (ipek tipi-poliester)tir.


Yün Tipi Poliester Lifleri


Poliester lifleri kesikli, tow şeklinde üretilip özellikleri bakımından yüne benzetilir. Bunlardan ABD’de üretilen Dacron kimyasal modifiye edilmiştir. Dacron 62 ve Dacron 64 bileşimlerinde asidik yapıda gruplar (sülfonik) içerir. Bu nedenle bazik boyarmaddelerle boyanabilir. Yine ABD’de üretilen Vycron lifleri de kesikli lif şeklinde elde edilir ve genellikle yün ve viskon ile karıştırılarak kullanılır. İsviçre’de elde edilen Grilen ise kimyasal modifiye poliester olup, polietilen tereftalatin sentezi sırasında p-hidroksi benzoik asit ilavesi ile kopolimer olarak üretilmektedir. Grilen lifleri hem yün tipi, hem de ipek tipi olarak çeşitli amaçlarda kullanılır. Japonya’da üretilen E-tipi Teteron lifleri ise, nem çekme özelliği dışında tuşe ve benzeri özellikleri yüne benzetilmek üzere kimyasal olarak modifiye edilmiş poliesterlerdir.

Grilen Türkiye’de lisans altında Polyelen adı ile üretilmektedir.


İpek Tipi Poliester Lifleri


Filament şeklinde üretilip özellikleri ipeğe benzetilen poliester liflerinin en önemlisi A-tell’dir. A-tell Japonya’da p-hidroksi benzoik asit ve etilen oksitten elde edilir.

Meydana gelen (I) bileşiğinin polikondensasyonu ile ester-eter yapısında bir polimer oluşur.

Yumuşak-eğirme yöntemi ile filament elde edilir. Lif yüzeylerine ipek görünüm kazandırmak için asidik dikromat ile muamele edilir. Enine kesitleri trilobaldir. Esneklik ve yoğunluk değerleri bakımından ipeğe benzer. Ancak nem çekme miktarı ipeğe erişemez (%0,5).

Ayrıca ipek tipi poliester üretiminde, bikomponent liflerden de yararlanılır. Bikomponent poliester lifleri genellikle poliamid ile çeşitli oranlarda karışımı şeklinde üretilir. Örneğin, Mendel, S 28, Sidera ve Belima bu tür bikomponent ipek tipi liflerdir.

Normal poliester lifleri yalnız dispersiyon boyarmaddeleri ile ve güç koşullarla boyanabilmektedir. Bunların boyanabilme yeteneklerini geliştirmek üzere çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Poliester zincirine teleftalik asit birimi yerine sülfoizoftalik asit molekülü sokulduğunda zincirde anyonik karakter geliştirilir ve bazik boyarmaddelerle boyanabilme olasılığı doğar. (Formül III.20)
Zincire bazik gruplar katmakla asit boyarmaddelere affinitesi olan poliesterler elde edilebilir. (Forml III.21)
Bunun yanında poliesterin dispersiyon boyarmaddelerine affinitesini arttırmak üzere, diol veya asit bileşeninin yapısı değiştirilir. Böylece amorf bölgelerin oranı arttırılarak boyarmadde ilgisi fazlalaştırılır. (Formül III.22)


II.2.3. POLİVİNİL LİFLERİ

 

Yapısında vinil (CH2 = CH-) grubu bulunan monomerlerin polimerleşmesiyle oluşan maddelere polivinik bileşikleri adı verilir. Vinil grubuna bağlı olan grubun yapısına göre değişik polimerler elde edilir. Örneğin, -Cl bağlı ise polivinil klorür; -CN bağlı ise poliakrilonitril; -OH bağlı ise polivinil alkol oluşur. Oldukça bol bulunan asetilen ve etilenden, monomerleri kolayca elde edilebildiğinden bu polimerler çok ucuzdur. Ancak, sahip oldukları özellikler, bazılarının tekstilde kullanımını engeller. İstenilen özellikleri verebilmek için bunlara başka polimerler, kopolimer şeklinde katılır veya farklı monomerlerin beraberce polimerleştirilmesi ile kopolimer üretilir. Bu sınıfta polivinilklorür, polivinilidenklorür, polivinil alkol ve poliakrilonitril lifleri incelenecektir.

 

II.2.3.1. POLİAKRİLONİTRİL (PAN) LİFLERİ


Vinil siyanür olarak da isimlendirilen akrilonitril, doymamış bir karboksilik asit olan akrilik asidin nitrilidir.


CH2 = CH-COOH CH2 = CH-C = N

Akrilik asidi Akilonitril


Akrilonitrili, petrol destilasyon ürünlerinden kolay ve ucuz yöntemlerle elde edilebilmektedir. Sıvı haldeki akrilonitril, çeşitli katalizörler (benzoil peroksit, potasyum persülfat veya hidrojen peroksit + demir sülfat karışımı) kullanılarak polimerize edilir. Formül III.23

 
Bu polimer ilk defa 1930 yılında sentez edilmiş; 1930-1945 yılları arasında yapay kauçuk olarak kullanılmıştır. 1945 yılında ilk defa Fiber adı ile filament haline getirilerek piyasaya sürülmüştür. 1950 yılında Orlon adı ile filament halinde; 1952’de ise aynı adla kesikli elyaf halinde piyasaya verilmiştir.

Sentezi ile filament halinde üretimi arasında bu kadar uzun zaman geçmesinin sebebi poliakrilonitrilin yapısına bağlı bazı olumsuz özelliklerinin olmasındandır. Poliakrilonitril yaklaşık 200 ˚C de olan erime noktasının civarındaki sıcaklıklarda bozunur. Bu yüzden yumuşak-eğirme ile filament haline getirilemez. Aynı zamanda yapısı gereği bilinen organik çözücülerde de çözünemez. Çünkü, polimer zincirde negatif polarlığı bulunan nitril grupları, bir başka polimer zincirinin metilen grubu hidrojeni ile H-köprüleri oluşturur. Bu bağlar, polimer zincirleri çapraz bağlarla birbirine bağlar. Ayrıca van der Waals kuvvetleri de zincirleri bir arada tutar, polimerin kristallenme oranını arttırır ve çözünürlülüğünü azaltır. Bu nedenle uzun yıllar PAN polimerini çözebilecek uygun bir çözücü araştırılmakla geçmiştir. (Formül III.24)


Böyle bir maddeyi çözmek için çözücü seçimi oldukça zordur; ancak birkaç uygun çözücü bulunabilir. En uygun çözücüler, N,N-dimetilformamit H-CO-N(CH3)2, dimetilsülfon (CH3)2SO2 ve N,N-dimetilasetamittir. CH3-CO-N(CH3)2 Poliakrilonitril filamentleri polimerin bu çözücülerdeki çözeltilerinden elde edilir. PAN’ın N,N-dimetilformamitteki %25-40’lık çözeltileri yaş veya kuru-eğirme ile kullanılır.

Yaş-eğirme yönteminde bu çözelti, koagülasyon banyosu olarak gliserin, kalsiyum klorür ve başka yardımcı maddeler içeren bir çözeltide filament haline getirilir. Çöken filamentler, koagülasyon banyosu bileşenlerinden arıtılmak üzere, iyice yıkanır. 100 ˚C deki buharda 3-10 katı germe-çekme uygulanır. On misli germe, moleküllerin yönlenmesi dolayısıyla, dayanıklılıkta yedi kat artışa sebep olur. Bu şekilde üretilen filamentler kesikli lif veya tow şeklinde tüketilir.

Aynı çözelti kuru-eğirme yönteminde de kullanılır. Bu çözelti 400 ˚C lik sıcak hava akımı geçen odalara spinneret başlıklardan püskürtülür. Çözücüsü buharlaşan filamentler, yıkandıktan sonra, 150-175 ˚C de 3-10 katı germe-çekme verilir. Kuru eğirme ile elde edilen PAN lifleri filament halinde tüketilir.

İlk elde edilen poliakrilonitril filamentleri %100 saf polimerden oluşuyordu. Bunların yukarıda bahsedilen yapısal özelliği nedeniyle yönlenme ve kristallenme oranları oldukça yüksektir. Bu nedenle boyanma ve nem çekme gibi özellikleri olumsuzdu ve boyanma güçlüğü vardı. Günümüzde poliakrilonitril lifi üretiminde %100 PAN kullanılmaz. Bunun yerine özelliklerini iyileştirmek ve boyanma yeteneğini kazandırmak üzere %15’e kadar bir başka monomer içeren akrilonitril kopolimerleri sentez edilerek bunlardan lif üretilir. Polimere eklenen komonomerin yapısıda polar grupların bulunması durumunda polimer zincir polarlık kazanır. Aynı zamanda yapıdaki kristalin bölgelerin oranı azalır. Böylece polimerin bazı çözücülerde çözünürlüğü ve boyanma yeteneği artar. Yapısında %15’e kadar komonomer içeren poliakrilonitrilden yapılmış liflere akrilif elyaf adı verilir. Eklenen komonomerin polarlık özelliklerine göre akrilif lifler, ya anyonik veya katyonik karakterde olurlar. Poliakrilonitril zincirine komonomer olarak vinilpiridin, akrilamid gibi bileşenlerin katılması bileşiğe asidik ortamlarda katyonik karakter kazandırır. Formül III.25. buna karşılık akrilik asit ve sodyum vinil benzen sülfanat gibi monomerler elyafı negatif yüklü kılar. Formül III.26. Bu nedenle akrilik lifleri içindeki mmonomerin yapısına bağlı olarak anyonik modifiye akrilik lifleri ve katyonk modifiye akrilif lifleri şeklinde farklandırılır.

i) AKRİLİK LİFLER


Poliakrilonitrilin hammaddesi çok ucuz olduğundan, bu polimerin lif üretiminde kullanılması düşünülmüş ve polimere, yukarıda belirtildiği şekilde çeşitli monomerler %15 sınırı içinde karıştırılarak değişik ürünler elde edilmiştir. Çeşitli firmaların elde ettikleri bu ürünlerşn bileşimleri ve üretim teknikleri genellikle patentlidir. Bu nedenle bilinen pek çok akrilik lifin pek azının yapısı hakkında bilgimiz vardır.

Bunlardan bazıları şöyledir;

a)Orlon akrilikleri : Orlon akrilikleri olarak üretilen liflerin çoğu %100’e yakın oranda poliakrilonitril içerir. Orlon filamentlerinin mukavemeti, 2,2-2,6 g/denier; özgül ağırlığı ise 1,18’dir. Standart koşullarda nem çekme miktarı %1,7’dir. Ütüleme sıcaklığı 150 ˚C olmalıdır. Orlon akrilikleri çeşitli tipte ve sayılarda farklandırılarak üretilirler.

Orlon 42 çeşitli lif şeklinde üretilir ve örgü iplikleri yapılır.

Orlon 81 ise filament şeklinde üretilir

Orlon liflerinin, stapel tipi Orlon 39, Orlon 37 ve Orlon 21 tipleri de vardır. High-bulk olarak üretilirler. Ayrıca bikomponent lif şeklinde üretilenleri Orlon Sayelle adı ile bilinir; kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Orlon tipi lifler, Almanya’da Dralon ticari adı ile bilinmektedir.
%100 poliakrilonitrilden üretilen Orlon akrilikleri, üretim sırasında katalizör olarak kullanılan peroksi disülfat ve sülfit veya sülfat tuzları nedeniyle polimer zincir uçlarında anyonik karakterde sülfit veya sülfat grupları içerirler. Formül III.27.

Bu nedenle, Orlon akrilikleri anyonik modifiye akrilik lifler olup, çözeltilerinde +yük taşıyan boyarmaddelerle boyanabilirler. Şekil III.24’de Orlon liflerinin enine kesitlerinin mikroskop altındaki görünümleri verilmiştir.

b) Acrilan lifleri : Acrilan liflerinin bileşimlerinde %10-15 oranında kayonik monomer bulunur. Genellikle komonomer olarak %6 vinilasetat ve %6 vinilpiridin içerir. Üretimi, dimetilasetamitteki %20’lik çözeltisinden 140 ˚C lik gliserin banyosu kullanılmak suretiyle yaş-eğirme yöntemine göre yapılır. Stapel veya filament halde üretilir. Asit, krom, direkt veya metal kompleks boyarmaddelerle boyanabilir.

Acrilan 16 döşemelik ve perdelik yapımında,

Acrilan 26 halı ipliği yapımında,

Acrilan 38 ise dikiş ve endüstri ipliği olarak kullanılır.

c) Courtelle lifleri : Kopolimer olarak az miktarda metil metakrilat içerir. Formül III.23. Bu nedenle anyonik grup taşırlar ve yaş-eğirme yöntemi ile üretilirler. Polimerdeki anyonik grup oranı daha fazla olduğundan, katyonik boyarmaddelere karşı affinitesi Orlon akriliklerinden daha çoktur.

d) Creslan lifleri : Creslan lifleri komonomer olarak akrilamit içerirler. Formül III.24. Monomerin yapısı katyonik karakterde olduğundan bu tip akrilik lifleri anyonik yapıda boyarmaddelerle boyanabilirler. Bunlar halı ve battaniye tipi materyalin yapımında kullanıldığı gibi yün ile karıştırılarak kamgarn ve strayhgarn kumaşlarda üretilir.

e) Zefran lifleri : Komonomer olarak vinilpirolidon akrilik elyafı Zefran akrilikleri olarak bilinir. Daha çok halı ipliği olarak tüketilir.

 

Akrilik Elyafın Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri


%100’e yakın PAN dan oluşan liflerde kristalin bölge oranı %70-80 arasındadır. Bu filamentlerin dayanıklılığı, içine %15’e varan oranlarda monomer eklenmiş akrilik lifleren daha fazladır. Bunun nedeni polimer zincire monomer molekül girdiğinde kristalin bölge oranının azalmasıdır. Islandıklarında dayanıklılıkları bir miktar azalır. Uzama özellikleri iyidir. %20-36 oranında uzama gösterir. %1 uzatıldığında ise esneklik özelliği %95’dir.

Akrilik liflerin en önemli özelliği, sıcakta %15-20’luk bir gerilme verildiğinde uzamanın dayanıklı olmaması ve buharlama yapıldığında tekrar kısalarak eski boyutunu almasıdır. Bu şekilde gerilme verilmiş ve verilmemiş lifler birlikte eğrilip iplik yapıldıktan sonra buharlanırsa, gerilme verilmiş elyafta kısalma gözlenirken diğerinde gözlenmez. Gerilme verilmemiş liflerde, diğerinin kısalmasından dolayı bükümler meydana gelir ve iplik hacimli bir görünüm kazanır. Bu işleme bulking, elde edilen ipliklere de high-bulk adı verilir.

Akrilik lifleri termoplastik özellik gösterirler. Yüksek sıcaklıklarda kimyasal yapısı bozulur; bu nedenle yumuşak-eğirme ile üretim yapılamaz. Elyafın ısı etkisiyle yumuşayıp, yarı plastik hale geçme sıcaklığı (cam geçiş temperatürü) 60-120 ˚C arasındadır. Bu nedenle 60 ˚c nin üzerindeki sıcaklıklarda akrilik materyalin fiziksel yapı ve biçiminde değişiklik olur. Yıkama ve boyamalar bunun üstündeki sıcaklıklarda yapıldığından dikkatli olunmalıdır. 150 ˚C de sararır, daha yüksek sıcaklıklarda siyahlaşır. Çıplak alevde derhal tutuşur; eridikten sonra yanar. Klorlu monomerlerle kopolimer oluşturan akrilik lifleri; yanmaksızın erir ve kömürleşir.

Hava ve gün ışığından fazla etkilenmez. Bilinen çok az organik çözücüde çözünebilir. Bu nedenle kuru temizlemeye karşı dayanıklıdır. Buna karşılık, kuarterner amonyum tuzları, lityum bromür, amonyum rodanür, çinko klorür gibi tuzların çözeltilerinde çözünür.

Seyreltik bazlarda, lif yüzeyinde meydana gelen hidroliz ve sabunlaşma nedeniyle, polimerleşme derecesi düşer ve sararır. Derişik baz çözeltilerinde ise bozunur. Asitlere karşı, bazik çözeltilerden daha dayanıklıdır. Asit çözeltilerinde, ancak çok uzun süre kalırsa zarar görür. Yükseltgenlerden etkilenmez.

Nem çekme özelliği, taşıdığı monomerin cinsine bağlı olarak %1,2 ile 2,6 arasında değişir.

Elektriklenme özelliği fazla olduğundan çabuk kirlenir. Ancak leke tutmaz ve çok kolay yıkanır.

Akrilik lifleri yüne çok benzer, bu sebeple örgü yünleri (Orlon 42), battaniye (Orlon39), halı ve kilim (Orlon 37) yapımında kullanılır. High-bulk iplik üretiminde acrilan lifleri uygundur. Ayrıca akrilik lifleri spor giysileri, döşemelik kumaşlar, oto döşemeleri, viskon ve yünle karıştırılarak erkek ve kadın kumaşları, erkek ve çocuk çorapları, bayrak kumaşları, tüylü kumaşlar, peluşlar, taklit kürkler, yer halıları ve non-vowen materyallerin yapımında uygundur.

 


ii) MODAKRİLİK LİFLERİ

 

Bileşiminde %35-85 arasında poliakrilonitril içeren sentetik kopolimerden yapılmış elyafa modakrilik elyaf denir. Bunlarda komonomer olarak vinilklorür, viniliden klorür ve vinil disiyanür bulunmaktadır. Bunların çoğunda bu ikinci bileşenin ya miktarı yada türü açıklanmaz, patentli olarak saklanır. Bu nedenle akrilikelyafta olduğu gibi modakrilik elyafta da yapıları hakkında geniş bilgi edinme olasılığından yoksun bulunmaktayız.

 

Powered & Designed ilknet